Revista Geotecnia - SMIG - 225 by SMIG

SEPTIEMBRE NOVIEMBRE 2012

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ÓRGANO OFICIAL DE LA SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA, A. C.

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CRITERIOS PARA EL DISEÑO DEL REVESTIMIENTO DEFINITIVO DE TÚNELES EN SUELOS BLANDOS FRACTURAMIENTO DE LA ARCILLA DEL EX LAGO DE TEXCOCO EN EL COLADO DE PILAS XXVI REUNIÓN NACIONAL DE MECÁNICA DE SUELOS E INGENIERÍA GEOTÉCNICA: DEL 14 AL 16 DE NOVIEMBRE DE 2012

www.ica.com.mx

Estación Zapata Línea 12 del Metro

Casa de Maquinas La Yesca

Hacemos Realidad Grandes Ideas

Túnel Zoquital Carretera México - Tuxpan

Empresas ICA, S.A.B. de C.V. Es la empresa de ingeniería, procuración, construcción e infraestructura más grande de México. Las principales líneas de negocio son la construcción civil e industrial, concesiones, aeropuertos y vivienda.

La mejor ocasión para compartir conocimientos Mesa Directiva 2011-2012 Presidente Juan de Dios Alemán Velásquez Vicepresidente Juan Paulín Aguirre Secretario Raúl Aguilar Becerril Tesorero Moisés Juárez Camarena Vocales Alejandra Acosta Jiménez Mario Arturo Aguilar Téllez José Luis González Espíndola Carlos Roberto Torres Álvarez Gerente Fernando Méndez Sandoval Delegaciones Chiapas Michoacán Oaxaca Occidente Península de Yucatán Puebla Querétaro

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stamos muy cerca de la 26ª Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica, a realizarse los días 14, 15 y 16 de noviembre. Su propósito es servir como foro de discusión y divulgación del conocimiento geotécnico y permitir que los ingenieros geotecnistas se actualicen compartiendo sus nuevos desarrollos en esta disciplina. Todo indica que este objetivo se cumplirá cabalmente, ya que se recibieron más de 160 artículos, además de unos 20 para la reunión de profesores; a estos documentos se suman 20 trabajos que provendrán de las conferencias magistrales y de las conferencias plenarias Nabor Carrillo, Leonardo Zeevaert y Raúl J. Marsal. Todo lo anterior revela la descollante actividad geotécnica que se realiza en el país. La calidad de los artículos recibidos garantiza que la reunión tendrá un alto nivel técnico. Participarán en ella los ingenieros geotecnistas más connotados del país (investigadores, docentes, constructores, consultores) como ponentes o como asistentes, y una buena parte de las empresas más representativas de la industria. Se ha invitado también a reconocidos geotecnistas del extranjero, quienes expondrán sobre la investigación y la práctica de la ingeniería geotécnica en sus respectivos lugares de origen. En esta ocasión nuestra revista incluye la semblanza de los tres prestigiados geotecnistas que impartirán las conferencias plenarias en la reunión: Ricardo Dobry, del Rensselaer Polytechnic Institute, quien dará la Conferencia Nabor Carrillo; David Potts, del Imperial College of London, quien impartirá la Conferencia Leonardo Zeevaert, y Manuel Romana, de la Universidad Politécnica de Valencia, ponente de la Conferencia Raúl J. Marsal. La SMIG les agradece su excelente disposición y generosidad para compartir sus conocimientos con la comunidad geotécnica de México. Como ya señalé, además de estas conferencias, cada sesión técnica tendrá una conferencia magistral que será impartida por un reconocido ingeniero de México o del mundo, así como la exposición oral de algunos artículos seleccionados. Puesto que sería imposible realizar la exposición oral de todos los artículos enviados a la reunión, se ha decidido abrir una sesión de pósteres, en la cual los autores podrán exponer sus artículos e interactuar de manera directa con los asistentes. Todo lo anterior augura que la reunión será nuevamente un éxito, por lo que invitamos a todos los interesados en la ingeniería geotécnica a que nos acompañen para que, además de actualizar y compartir sus conocimientos, disfruten de la belleza de la sede: Cancún, Quintana Roo. Juan de Dios Alemán Velásquez Presidente

Los artículos firmados son responsabilidad de los autores y no reflejan necesariamente la opinión de la SMIG. Los textos publicados, no así los materiales gráficos, pueden reproducirse total o parcialmente siempre y cuando se cite la revista Geotecnia como fuente. Para todo asunto relacionado con la revista Geotecnia, dirigirse a geotecnia@heliosmx.org Geotecnia es una publicación trimestral de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C. Valle de Bravo núm. 19, colonia Vergel de Coyoacán, delegación Tlalpan, C.P. 14340, México, D.F.  Teléfono 5677 3730. Precio del ejemplar $40, números atrasados $45. Suscripción anual $120. Los socios de la SMIG la reciben en forma gratuita. Certificado de Reserva de Derechos al uso exclusivo del título Geotecnia, otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, SEP, núm. 04-2011-041411485600-102.

Contenido con… 3 Conversando La ingeniería debe estar siempre al servicio de la sociedad Gabriel Moreno Pecero

Reseñas 33 Tesis 34 Libros 36 Calendario Tecnología e innovación 37 Mejoramiento de suelos

con pilas de grava compactada

8 Semblanza Luis Miguel Aguirre Menchaca, ejemplo profesional, docente y de gran valor humano

40 Conferencias plenarias de la XXVI RNMSeI

41 Cultura y esparcimiento en la XXVI RNMSeIG

Manuel Zárate Aquino

La geotecnia en la historia El ex convento de los Santos Reyes en Metztitlán Enrique Santoyo Villa

de portada / 20 Tema Artículo técnico Criterios para el diseño del revestimiento definitivo de túneles en suelos blandos Juan Félix Rodríguez Rebolledo y Gabriel Auvinet Guichard

Nota técnica Fracturamiento de la arcilla del ex lago de Texcoco en el colado de pilas Guillermo Springall Cáram

42 Curso sobre diseño y 42 42 43 44 45 46 48

construcción de cimentaciones en Ecuador Coloquio de jóvenes geotecnistas y tesistas de posgrado Bienvenidos nuevos socios Peritos profesionales en geotecnia El futuro de la SIMSIG en América del Norte Cimentaciones flotantes Cultura Cartelera

FOTO DE PORTADA: Peña, F. et al. (2012) Estudios de la interacción entre el revestimiento primario y el secundario de túneles dovelados.

Dirección general Juan de Dios Alemán Velásquez Dirección ejecutiva Alexandra Ossa López Consejo editorial Raúl Aguilar Becerril Gabriel Auvinet Guichard José Francisco González Valencia Moisés Juárez Camarena Germán López Rincón Raúl López Roldán Gabriel Moreno Pecero Raúl Vicente Orozco Juan Paulín Aguirre Margarita Puebla Cadena Luis Bernardo Rodríguez Enrique Santoyo Villa Juan Jacobo Schmitter Guillermo Springall Cáram Carlos Roberto Torres Álvarez José Alfredo Zepeda Garrido Asesores Felipe Arreguín Cortés Paul Garnica Anguas Alonso Gómez Bernal Roberto Hernández Islas Luis Horcasitas Manjarrez Raúl Izquierdo Ortega Eugenio Laris Alanís Sergio Alcocer Martínez de Castro Mario Olguín Azpeitia Clemente Poon Hung Roberto Carlos Tinoco Guevara José Carson Torres Martínez Dirección editorial y comercial Daniel N. Moser Edición Alicia Martínez Bravo Coordinación María Teresa Martínez Bravo Corrección de estilo Juan Alberto Bolaños Burgos Alejandra Delgado Díaz Diseño y diagramación Marco Antonio Cárdenas Méndez Karen Abigaíl Mejía Méndez Logística Laura Torres Cobos Publicidad Adriana Villeda Rodríguez

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Conversando con... Gabriel Moreno Pecero

Ingeniero civil, maestro en Ingeniería con especialidad en Mecánica de Suelos y doctor Honoris Causa por la Universidad Autónoma de Chiapas. Ha sido profesor de Ingeniería por varias décadas, labor por la que recibió el Premio Nacional de Docencia. Ha sido responsable de los proyectos y el diseño geotécnicos de numerosas obras públicas.

La ingeniería debe estar siempre al servicio de la sociedad

Daniel N. Moser (DNM): ¿Cuáles fueron las razones que lo impulsaron a estudiar Ingeniería Civil? Gabriel Moreno Pecero (GMP): Las razones son muy claras; la primera es que, cuando elegí dedicarme a la ingeniería, siempre pensaba en cómo podría servir mejor, más ampliamente y con mayor eficiencia y eficacia a la sociedad; esto me llevó a elegir la ingeniería civil. Pero hubo una segunda razón: pensé que debería elegir una carrera que me pusiera en contacto directo y cotidiano con la naturaleza, por ello me fui enfocando, dentro de la ingeniería civil, en la mecánica de suelos. De esta forma, cuando tuve el privilegio de cursar dicha asignatura con Enrique Tamez González, un gran profesor, se reafirmó intensamente esa decisión; gracias a ello no lo dudé y planeé mi proyecto de vida alrededor de la actividad profesional y la academia; la primera como una aplicación directa en la ingeniería para la solución de problemas, y la segunda como el pilar que estamos construyendo para generar un futuro de desarrollo creciente y positivo en el país.

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FOTO: GABRIEL MORENO PECERO

Los ingenieros debemos ser políticos y lo somos. Yo soy político, pero para mí la política es adquirir el poder para beneficiar a la sociedad; desde ese punto de vista soy político, eso es lo que hago al coordinar el grupo de trabajo del servicio social con aplicaciones en la sociedad, generar acciones que beneficien directa y cotidianamente a los más desprotegidos.

Soy académico desde poco antes de terminar mis estudios de licenciatura, y hasta ahora no he dejado de serlo.

DNM: La académica es el área donde más lo identifico, ¿es su prioridad? GMP: En este momento sigo siendo profesor, ingeniero de aplicación de la ingeniería e impulsor de jóvenes que buscan ser empresarios, son actividades que llevo de forma armoniosa. Siempre consideré prudente y conveniente (porque así se me formó en mi familia) tener un proyecto de vida, entonces, cuando terminé la clase con el maestro Tamez y concluí mis asignaturas de licenciatura decidí especializarme en

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Imparto cursos, doy conferencias y escribo artículos, pero una actividad muy satisfactoria que realizo es coordinar el servicio social.

mecánica de suelos, y con mucha satisfacción y decisión me dirigí al sitio donde pensaba que estaba la respuesta que buscaba: la actual Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT), en aquel entonces Secretaría de Obras Públicas (SOP), es decir, al sector público, porque permitía una plena interacción con la sociedad para servirla. Dentro de esta secretaría me dirigí al Departamento de Ingeniería de Suelos, me presenté, mostré mis calificaciones y ellos inmediatamente me dijeron que sí. En aquel entonces nacía el posgrado en ingeniería y yo tenía el plan de continuar con mis estudios; la propia UNAM me ofrecía la posibilidad de irme al extranjero, sin embargo no pude aceptar porque ya tenía que trabajar para aportar económicamente al sostén familiar; entonces pensé: “Me quedo en México sin ningún problema, pero me propongo que, sin importar donde esté, en un año voy a solicitar que me permitan estudiar para consolidar mis conocimientos y poder destacar”, y así lo hice. La decisión de dedicarme a la mecánica de suelos, que ahora llamamos geotecnia, fue sólo mía, nadie me la impuso, eso me permitió transitar por la profesión sin compromisos que a veces no le permiten a uno desarrollarse como persona y como profesional. Nunca dejé la docencia, pero sí la combiné con la aplicación de la ingeniería. Durante muchos años, dirigí los aspectos de mecánica de suelos de la SOP, en lo que llamaban “oficina de mecánica de suelos”; en aquellos años México era distinto y en aquellas oficinas se atendían y resolvían todos los problemas de geotecnia que presentaban las obras públicas del país. Ahora, afortunadamente, esto se ha descentralizado, pero en aquel entonces teníamos ese privilegio. Amo lo que hago; yo decidí lo que ahora tengo de forma congruente con mi proyecto de vida, gracias a ello, lo que ahora realizo es lo que proyecté.

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La decisión de dedicarme a la mecánica de suelos, que ahora llamamos geotecnia, fue sólo mía, nadie me la impuso, eso me permitió transitar por la profesión sin compromisos que a veces no le permiten a uno desarrollarse como persona y como profesional. Nunca dejé la docencia, pero sí la combiné con la aplicación de la ingeniería.

DNM: Habló de sus comienzos como estudiante con el profesor Tamez; hace poco también contó una anécdota al respecto, me gustaría que la contara ahora. GMP: La conté porque estaba en familia. DNM: ¿Cuántos años tenía usted entonces? GMP: Tenía alrededor de veinte o veintiún años, era un idealista y, tontamente, me oponía a los políticos o a todo lo que sonara a política, por la forma en que en aquel entonces se desarrollaba ésta; esos eran mis sentimientos, y todo lo que representaba para mí la política no era aceptable; reconozco que actué con la pasión de la edad. DNM: ¿Cambiaron los políticos y la política o cambió usted respecto a cómo valorarlos? GMP: Cambié yo, afortunadamente. Creo que los políticos sí han cambiado pero no para mejorar, desafortunadamente no han mejorado. DNM: Volvamos a la anécdota. GMP: Me presentaron al entonces secretario de Obras Públicas, Enrique Bracamontes, y tuve que luchar conmigo mismo para ser congruente con lo que pensaba y sentía; entonces, cometí una descortesía, aunque para él no lo fue, porque era una persona con una calidad humana extraordinaria, a quien estimo y respeto a pesar de que ya no está; muchas de las cosas que hago ahora son impulsadas por las conversaciones que tuve con él. DNM: ¿Qué sucedió? GMP: Como buen político, con mucha presencia él extendió la mano a todos, pero cuando me la extendió a mí, por más que luché por dársela, no pude. DNM: ¿Cómo reaccionó él? GMP: Inmediatamente después me tocó viajar en el ascensor con él y me preguntó: “¿Por qué no me saludó?” Le expliqué: “Simplemente porque no me nació.” DNM: Y tiempo después se hicieron amigos. GMP: No sólo amigos, también fue y es mi profesor. Lo tengo muy presente porque las acciones que realizo ahora para América Latina son producto de su influencia. Viajé con él a varios países, pero muy especialmente recuerdo cuando fuimos a Guatemala, en 1976; hubo un sismo y se formó un grupo de mexicanos para

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La ingeniería debe estar siempre al servicio de la sociedad colaborar y apoyar a la República de Guatemala, entonces, la Secretaría Obras Públicas acudió con su autoridad de obra; lo acompañamos dos colegas y tuvimos una entrevista memorable con el presidente. Él me impulsó para que yo actuara como ingeniero y profesor en la República de Colombia. De ello nacieron las actividades del posgrado en Vías Terrestres en ese país. Tuve el privilegio de ser el primer profesor en ellas. En estos últimos años se han realizado acciones similares en las repúblicas de Costa Rica y Ecuador.

DNM: ¿A qué años se refiere? GMP: Hablamos de los años últimos de la década de los cincuenta en adelante, cuando colaboraba con la secretaría y éramos impulsados por grandes ejemplos; esa es la primera parte. De aquellos años lo que yo destaco es que, para los jóvenes, existía la oportunidad de adentrarse en la ingeniería y ésta se daba fácilmente; en contraste, los jóvenes actualmente viven angustiados con la incertidumbre de si la ingeniería que están aprendiendo les va a permitir desarrollarse como seres humanos, como profesionales y solventar todas sus necesidades económicas; es una angustia que no tuvimos nunca nosotros cuando teníamos su edad; el contexto ha cambiado mucho. En el ejercicio profesional, un momento importante para mí fue la decisión de dejar el sector público para abrazarme al sector académico. Ésta nació de considerar que debía colaborar en forma directa con la educación, especialmente en ingeniería y en todos sus elementos colaterales; de esta manera ayudaría a formar a los jóvenes como profesionales valiosos. Pienso

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DNM: De los tiempos en los que se inició como estudiante y comenzó a dedicarse a la actividad profesional, tanto empresarial como académica, al día de hoy, si tuviese que hacer un balance y marcar algunos hitos respecto al desarrollo de la ingeniería civil, y tal vez de la geotecnia en particular, ¿cuáles serían esos momentos o asuntos relevantes que usted destacaría? GMP: Yo creo que en la primera parte de mi carrera, cuando era muy joven, fue muy importante tener la posibilidad de convivir profesional y fraternalmente con personalidades como don Enrique Tamez, el maestro Javier Barros Sierra y don Gilberto Borja, entre otros. Esto me permitió afianzar mis ideas, mis proyectos de lo que quería realizar.

En la primera parte de mi carrera, cuando era joven, fue muy importante tener la posibilidad de convivir profesional y fraternalmente con personalidades como don Enrique Tamez, el maestro Javier Barros Sierra y don Gilberto Borja, entre otros. Esto me permitió afianzar mis ideas, mis proyectos de lo que quería realizar.

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que esto último fue la razón fundamental para ese cambio. Soy académico desde poco antes de terminar mis estudios de licenciatura, y hasta ahora no he dejado de serlo, pero al decir cambio me refiero a modificar el tiempo completo que dedicaba al sector público, combinándolo con algunas clases, para dedicar ahora tiempo completo a la academia y alternarlo con algunas otras acciones profesionales; en otras palabras, se invirtieron los tiempos. En esta última etapa me dedico a realizar investigación; por ejemplo, voy a publicar próximamente un trabajo sobre innovación tecnológica que generamos para enfrentar un problema de inestabilidad en taludes. ¿Qué es lo que hago ahora como profesor? Imparto cursos, doy conferencias y escribo artículos sobre aspectos técnicos y académicos, pero una actividad muy satisfactoria que realizo es coordinar el conjunto de acciones de un grupo de alumnos y profesores para la prestación del servicio social. ¿Por qué lo hago?, porque me nace, es una acción que está directamente relacionada con atender la satisfacción de las necesidades de los sectores sociales más desprotegidos. DNM: Esto guarda relación con lo que comentamos alguna vez respecto a que, si bien se dedica a la investigación, siempre se ha enfocado en cuestiones aplicadas que responden a necesidades específicas. GMP: Sí, eso es totalmente cierto. En mí caso, la investigación ha nacido de lo que observo que es necesario realizar para resolver una situación determinada; no sólo en relación con la ingeniería geotécnica, sino en todos aquellos aspectos en que la ingeniería en general puede contribuir; ese es mi enfoque. La que hago no es una investigación por curiosidad, es sobre aspectos que modifican la naturaleza en beneficio de la sociedad; es decir, es una investigación tecnológica. DNM: ¿Quiénes han sido las personas que han influido más en su formación y qué hechos destacaría de esa experiencia? GMP: Ya le mencioné algunos nombres. Don Luis Enrique Bracamontes, el maestro Rodolfo Félix, que nos acaba de abandonar hace muy poco, don Enrique Tamez González, muy especialmente don Javier Barros Sierra, todos ellos en la primera parte de mi carrera. Y durante mi estancia en la SOP, ahora SCT, profesionales

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tan valiosos como don Alfonso Rico Rodríguez, don Eulalio Juárez Badillo, que afortunadamente todavía nos acompaña, y don Fernando Espinoza Gutiérrez. Hay muchos otros, pero son ellos a quienes yo tengo más presentes.

DNM: Claro. GMP: Otro recuerdo destacado que tengo son las discusiones constantes que tenía con don Alfonso Rico sobre aspectos técnicos y humanos. Yo aprendí mucho de él; fue un magnífico ingeniero, un magnífico profesor, un gran amigo. Tuvo siempre la oportunidad (porque recibía propuestas constantes) de irse al sector privado, pero nunca las aceptó, permaneció en el sector público; eso para mí era impresionante y además me hacía pensar en lo que pueden hacer los seres humanos cuando tienen visión. Gracias a su labor se creó el Instituto Mexicano del Transporte dedicado a la investigación de las vías terrestres. También recuerdo los momentos gratos vividos con don Eulalio Juárez Badillo, mi maestro en posgrado. Es mi maestro todavía, aunque ya no recibo clases directamente de él; lo visito frecuentemente y, cada vez que voy y platicamos, aprendo; tiene más de ochenta años y es una personalidad con características muy especiales. DNM: Casi un filósofo, más que un ingeniero. GMP: Eso es lo que dicen ahora; él mismo lo sabe y afirma: “Qué bueno que me consideren un filósofo y no un profesor que simplemente cumple su misión.” Del maestro Rodolfo Félix recuerdo cuando tuve la oportunidad de ser profesor fundador de lo que ahora es la Facultad de Estudios Superiores de Acatlán, de la UNAM,

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DNM: ¿En qué momento recuerda especialmente a cada uno de ellos? GMP: Por ejemplo, cuando yo era muy joven, en un despacho como éste pero con una mesa más larga, sentado en la cabecera, recuerdo a don Fernando Espinoza Gutiérrez; estaba rodeado de sus colaboradores y yo desde fuera anuncié que estaba ahí, él salió a la puerta, me trajo hasta el frente de la mesa y me presentó; ese acto sencillo y protocolario para mí fue impactante por tratarse de una personalidad como él. Que una gran personalidad en ingeniería como don Fernando se acerque hasta un joven y lo trate como su igual es un halago importantísimo que contribuye a formarlo.

En el ejercicio profesional, un momento importante para mí fue la decisión de dejar el sector público para abrazarme al sector académico. Ésta nació de considerar que debía colaborar en forma directa en la educación; de esta manera ayudaría a formar a los jóvenes como profesionales valiosos. Pienso que esto último fue la razón fundamental para ese cambio.

y tenía la responsabilidad de ser presidente del Colegio de Profesores de Ingeniería y Actuaría. La institución no contaba con laboratorios, por lo que se me ocurrió invitarlo a él, que era un alto funcionario de la SOP (alrededor de 1976), a dar una conferencia. Al recorrer la institución se percató de las carencias. La verdad, y se lo dije después a don Rodolfo, es que queríamos también que apoyara a la universidad con laboratorios; lo hizo sin pedírselo, por cierto. Él es otro ejemplo a seguir. También lo es el maestro Tamez, con su personalidad enmarcada por la naturalidad. Eso siempre me ha asombrado mucho pero sé que, a mayor importancia, mayor es la sencillez de una persona, y en el caso de don Enrique esto se cumple a plenitud. Es un ejemplo a seguir. Cuando entré a colaborar en la SOP ya tenía el privilegio de ser amigo de don Javier Barros Sierra, secretario de obras públicas en aquella época. Nuestra amistad nació aquí, en la UNAM, porque yo formé parte de la primera generación de estudiantes de ingeniería que inauguramos esta Ciudad Universitaria. En ese entonces, cuando un alumno reprobaba una asignatura lo trasladaban al Palacio de Minería; en Ciudad Universitaria dejaban exclusivamente a los alumnos que no habían reprobado, es decir, a los alumnos “regulares”. Un buen día los compañeros del Palacio de Minería se reunieron y eligieron su mesa directiva; los estudiantes de Ciudad Universitaria lo supieron y, una tarde, se reunieron y eligieron también su mesa directiva. Yo no asistí, pero al otro día en la mañana los compañeros se acercaban y me felicitaban, yo pregunté: “¿Por qué?”, y me respondieron: “Eres nuestro presidente, te acabamos de elegir ayer en la tarde”; así tuve la fortuna de ser presidente de mi generación durante ocho años y el privilegio de conocer al director de la facultad, que era don Javier. Hoy estamos a 31 de julio, dentro de quince días se cumplen 41 años de haberle dicho adiós físicamente (él murió en 1971), y ese día yo siempre hablo con su esposa, doña Cristina, aunque esté fuera de la ciudad o del país, como un tributo a ese gran hombre. Cuando entré a trabajar en la SOP, don Javier era el secretario, sin embargo, yo entré mostrando mis calificaciones, no lo fui a ver a él. En diciembre el secretario bajaba a saludar a sus colaboradores y, cuando me vio, me dijo: “¿Qué está usted haciendo aquí?”. “Aquí estoy trabajando, maestro”, le dije con gran satisfac-

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ción, y me respondió: “¿Y por qué no me lo ha dicho?”. “Pues porque es para mí un gran orgullo ingresar como lo hice”. Eso llamó la atención de don Javier y entonces se desarrolló una amistad muy grande entre nosotros. Un día, cuando él dejó de ser secretario y antes de que fuera rector, yo iba en mi carro y lo vi parado en una esquina, entonces me detuve y lo saludé con mucho gusto, le dije: “Maestro, yo lo llevo”, y él sin dudarlo se subió en mi carcachita de aquel

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entonces, y ahí veníamos; cuando llegamos al lugar le dije: “Lo llevo a su casa”.“No, déjeme ahí en Ciudad Universitaria”, me respondió, y lo dejé aquí, pero atrás de mí venía un carro elegantísimo con su chofer. Detalles como que aceptara viajar en mi carcacha son impresionantes para un joven. DNM: De joven usted renegaba de la política y los políticos, ¿cree hoy que los ingenieros civiles tendrían que estar más involucrados en la política como actividad del bien y el interés común? GMP: Yo creo que debemos ser políticos y lo somos. Yo soy político, pero pregúnteme usted cuál es la definición que yo tengo de política. DNM: ¿Cuál es? GMP: Pues para mí la política es adquirir el poder para beneficiar a la sociedad; desde ese punto de vista soy político, eso es lo que hago al coordinar el grupo de trabajo del servicio social con aplicaciones en la sociedad, generar acciones que beneficien directa y cotidianamente a los más desprotegidos

SEMBLANZA Manuel Zárate Aquino

Ingeniero civil con especialización y maestría en Vías Terrestres. Profesor de Pavimentos del diplomado en Ingeniería de Aeropuertos en el Centro de Educación Continua del IPN. Miembro del Comité de Pavimentos Rígidos del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto. Es perito profesional en vías terrestres, estudios y proyectos. Ha recibido diferentes distinciones por su trayectoria profesional.

Destacado ingeniero y académico; entre sus aportaciones se encuentran sus relevantes estudios de deslizamientos en la autopista Tijuana-Ensenada, su instrumentación de la cimentación del puente Coatzacoalcos I, la construcción de los tramos experimentales de Salinas de Hidalgo, San Luis Potosí, y de Izúcar de Matamoros, Puebla, así como su participación en el Programa Nacional Aeroportuario.

n la ciudad de Guadalajara, Jalisco, nació Luis Miguel Aguirre Menchaca, un 29 de septiembre de 1927; allí inició sus estudios de Ingeniería Civil, dentro de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Guadalajara (entre los años de 1945 y 1947), los cuales terminó en la Escuela Nacional de Ingenieros, hoy Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México, durante el periodo de 1948 a 1950. Sustentó el examen profesional para obtener el grado de ingeniero civil el 20 de marzo de 1952. Posteriormente, entre 1957 y 1958, realizó sus estudios de maestría en Mecánica de Suelos en la División de Doctorado de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, siendo alumno de la primera generación de estudios de posgrado de dicha facultad.

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Luis Miguel Aguirre Menchaca, ejemplo profesional, docente y de gran valor humano

El ingeniero Aguirre impartiendo un curso de pavimentos.

A lo largo de su vida desarrolló una extensa actividad docente; fue profesor titular de Mecánica de Suelos en la Facultad de Ingeniería de la UNAM de 1958 a 1976, y en la Escuela de Ingeniería de la Universidad Iberoamericana de 1958 a 1961. En la División del Doctorado de la Facultad de Ingeniería de la UNAM impartió las materias: Laboratorio de Geotecnia, Diseño de Pavimentos y Geotecnia, entre 1959 y 1967. En la División de Educación Continua de la misma facultad, participó en los cursos de pavimentos y en el “Curso internacional de mecánica de suelos”. En el Instituto Mexicano del Transporte participó en el “Curso internacional de conservación de carreteras”, así como en cursos de diseño y construcción de pavimentos en el Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto.

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Luis Miguel Aguirre Menchaca, ejemplo profesional, docente y de gran valor humano

Francis N. Hveem en el aeropuerto de Acapulco con el primer perfilógrafo utilizado en México (1964).

Internacionalmente, participó en cursos sobre mecánica de suelos y pavimentos en la Universidad Nacional de Ingeniería de Lima, Perú; en la Universidad de Guayaquil, Ecuador, y como conferencista en varias universidades del país y del extranjero, por ejemplo, en el Simposio Colombiano sobre Ingeniería de Pavimentos. Dictó la Conferencia Leonardo Zeevaert, en el Instituto Politécnico Nacional (1998), y la IV Conferencia Alfonso Rico Rodríguez (2007), promovida por la Asociación Mexicana de Ingeniería de Vías Terrestres y la Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, actualmente Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica. Profesionalmente, inició su actividad en 1950 en la entonces Secretaría de Comunicaciones y Obras públicas (SCOP) donde permaneció hasta 1966, desempeñando diferentes cargos como: investigador en el Departamento de Investigaciones y Laboratorios, jefe de la Brigada de Estudios y Cimentaciones, jefe regional de brigadas de estudios topohidráulicos y de cimentaciones, subjefe de la Sección de

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SEMBLANZA

Estudios para el Proyecto de Puentes, jefe de la Sección de Mecánica de Suelos, y jefe de la Sección de Estudios Especiales del Departamento de Ingeniería de Suelos de la entonces Dirección General de Proyectos y Laboratorios. Su último cargo en la Secretaría de Obras Públicas (SOP) fue el de jefe de la Oficina de Mecánica de Suelos del Departamento de Geotecnia de la Dirección General de Proyectos y Laboratorios, actualmente Dirección General de Servicios Técnicos de la SCT. Durante esos años tuvo una destacada participación en actividades tales como los estudios de deslizamientos en la autopista Tijuana-Ensenada; la instrumentación de la cimentación del puente Coatzacoalcos I, y la construcción de los tramos experimentales de Salinas de Hidalgo, San Luis Potosí, y de Izúcar de Matamoros, Puebla, para el desarrollo del método de diseño de pavimentos de la UNAM. Entre otras actividades importantes, destaca su participación en el Programa Nacional Aeroportuario, en el cual se llevaron a cabo los estudios y proyectos para la modernización de los aeropuertos del país, ante la presencia de aeronaves de reacción más grandes y pesadas que las de hélice. Algunos de los aspectos relevantes de su participación en este programa fueron: la introducción de equipos de medición del índice de perfil utilizando el perfilógrafo de Hreem; la medición del coeficiente de fricción con el equipo Mu-meter y, finalmente, la determinación del Load Classification Number (LCN), actualmente Pavement Classification Number (PCN), utilizando un equipo especial que recorrió todos los aeropuertos nacionales. Una de sus aportaciones más importantes fue la aplicación de una sección estructural de pavimento para el Aeropuerto Internacional de la Ciudad de México, utilizando el principio de la compensación de masas para resolver el problema de los hundimientos en las pistas del aeropuerto construidas con una sección de pavimento convencional. Con esta nueva sección se redujo considerablemente la magnitud de los

Luis Miguel Aguirre Menchaca, ejemplo profesional, docente y de gran valor humano

Luis Miguel Aguirre presidiendo una sesión en un congreso de la AMIVTAC.

asentamientos en los pavimentos, y ha sido aplicada en los nuevos proyectos de pavimentación del AICM, por lo cual se propone como una opción ventajosa para emplearse en el proyecto del nuevo aeropuerto de la Ciudad de México, si llegara a construirse en terrenos del ex lago de Texcoco. A partir de 1967, Luis Miguel Aguirre dejó de laborar en la SOP y fundó un par de empresas, una de las cuales está dedicada a la realización de estudios de geofísica. En esta nueva etapa se dedicó a la ejecución de estudios y proyectos en los campos de la geotecnia y la mecánica de suelos, con aplicaciones en el ámbito de las vías terrestres, principalmente en las ramas de carreteras y aeropuertos; en este último aspecto, desarrolló los proyectos de los nuevos aeropuertos de Quito y Guayaquil, así como los planes de rehabilitación de las pistas de los aeropuertos Lima-Callao, en Perú; de Montevideo, Uruguay, y Asunción, Paraguay. Su actividad gremial fue igualmente intensa; fue miembro fundador de la Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos (actualmente de Ingeniería Geotécnica), en la cual fungió como secretario de 1961 a 1968, y como presidente de 1988 a 1990. Fue miembro de la Asociación Mexicana de Vías Terrestres; de la Asociación Mexicana del Asfalto; del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, en el cual fue presidente del Comité de Pavimentos Rígidos, y del Colegio de Ingenieros Civiles de México, donde recibió la constancia de perito profesional en Geotecnia y en Vías Terrestres. En todas estas asociaciones participó en congresos nacionales, seminarios y congresos de mecánica de suelos en el extranjero, donde presentó artículos técnicos de los cuales publicó cerca de treinta. Entre las distinciones recibidas durante su larga y fructífera vida profesional se pueden citar las siguientes: • Miembro honorario del Comité Peruano de Mecánica de Suelos y Mecánica de Rocas, 1964 • Asesor de la Comisión para la Planeación y Conservación de Carreteras, SOP, 1966-1967

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• Diploma de honor por su destacada labor docente, por la generación 59 de la Facultad de Ingeniería, UNAM • Reconocimiento como miembro fundador de la SMMS en su 40 aniversario, 1968 • Profesor distinguido de la División de Educación Continua, Facultad de Ingeniería, UNAM • Miembro honorario de la Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos, 1998 • Miembro honorario del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, 1998 • Premio Nacional al Mérito Profesional en Vías Terrestres “Mariano García Sela”, otorgado por la AMIVTAC, 2002 • Reconocimiento como alumno perteneciente a la primera generación de estudios de posgrado, Facultad de Ingeniería, UNAM, 2007 Fungió también como representante de la SOP ante la Asociación Internacional de Congresos de Carreteras, AIPCR (1974-1978), y como experto en geotecnia y pavimentos en la Organización Internacional de Aviación Civil (OACI), de la Organización de las Naciones Unidas. En su vida personal mostró grandes virtudes. Supo formar una familia con valores éticos, morales y de responsabilidad, gracias a la participación encomiable de su esposa, lo que le permitió dejar a sus hijos un legado de honestidad, humanismo y sentido del deber. Estableció fuertes lazos de profunda amistad con destacados personajes de la ingeniería civil; amistad que perduró por toda la vida en forma entrañable. A lo largo de su actividad docente, sus alumnos recibieron no solamente sus conocimientos, que fueron vastos, recibieron también su amistad, su paciencia y sus excelentes consejos, producto de su experiencia profesional y humana. Frente al deterioro de su salud mostró una gran fortaleza, consciente siempre de una realidad inevitable. Luis Miguel Aguirre Menchaca nos dejó el 28 de marzo de 2009, después de una larga, fructífera y ejemplar vida profesional, docente y de gran valor humano

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SEMBLANZA

Luis Miguel Aguirre efectuando un estudio geotécnico para el proyecto de la Carretera Transpeninsular, Baja California Sur.

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Núm. 225 Septiembre - Noviembre 2012 10

SISTEMA ROCKFALL PROTECCIÓN CONTRA CAÍDOS DE ROCA MACCAFERRI DE MÉXICO

Los caídos, deslizamientos masivos o desprendimientos de roca son los problemas más comunes y graves que presentan los cortes o taludes, los cuales ponen en riesgo a personas y usuarios de estas obras de infraestructura de comunicación.

Con las diversas soluciones de Maccaferri de México como: la malla TT 8X10, la malla de alta resistencia ROCKMESH B600 y HEA PANEL, las barreras dinámicas y los muros tipo barrera se logra el objetivo de controlar la trayectoria de los desprendimientos o caídos de roca y acumularlos dentro del sistema, lo cual las convierte en las mejores soluciones comprobadas para el control de este tipo de fenómenos.

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LA GEOTECNIA EN LA HISTORIA Enrique Santoyo Villa Ingeniero civil con maestría en la especialidad de Mecánica de Suelos. Fue profesor en la Facultad de Ingeniería e investigador en el Instituto de Ingeniería de la UNAM. Tiene experiencia en los campos de exploración de suelos, mecánica de suelos aplicada y procedimientos de construcción geotécnica, entre otros.

El ex convento de los Santos Reyes en Metztitlán En la Sierra Alta de Hidalgo, los misioneros agustinos dejaron notables conventos, uno de ellos: el ex convento de los Santos Reyes está sometido a los efectos del desplazamiento horizontal de la masa de suelo sobre la que se apoya, lo cual se manifiesta con agrietamientos. A continuación se detallan algunos estudios y procedimientos llevados a cabo para intentar disminuir dicha problemática. 1. INTRODUCCIÓN

La población de Metztitlán y su soberbio ex convento agustino se ubican en una ladera potencialmente inestable de la barranca del mismo nombre (véase figura 1) la cual fue cerrada por un gigantesco deslizamiento de roca con volumen de unos 600 × 106 m3 sucedido entre el 500 y el 1000 a. C., sin duda el más, grande que ha ocurrido en este país y que formó el embalse natural de la laguna de Metztitlán; es posible que ese deslizamiento fuera provocado por alguno de los frecuentes sismos de esta zona de la faja volcánica (Sutter, 2004). En este resumen se describen brevemente los trabajos que se han realizado para estabilizar la masa de suelo bajo el ex

convento para tratar de enfrentar las consecuencias del humedecimiento inducido por la naturaleza y aumentado por el hombre, fenómeno que conlleva pérdida de resistencia al corte de los suelos. Se explica la debilidad de la solución adoptada ante el mecanismo potencial de falla y se infiere que la mejoría observada en el comportamiento del ex convento se debe más que nada a la demolición de las viviendas que existían arriba de él. Las conclusiones que se pueden derivar de este caso son interesantes para la conservación de monumentos del patrimonio cultural en condiciones semejantes. 2. CONSTRUCCIÓN DEL CONVENTO

Encomendaron a Fray Juan de Sevilla edificar y levantar el convento de los Santos Reyes, obra notable que se inició en 1541 y que posiblemente fue concluida en 1577 (Artigas, 1996); el sitio elegido para su construcción se localiza en la ladera oriente de la loma, a unos 30 m por encima del primer convento, La Comunidad. 3. OBSERVACIONES GEOTÉCNICAS DEL SITIO

Figura 1. Ubicación del ex convento de Metztitlán.

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La población de Metztitlán se ubica sobre una ladera con pendiente del orden 1:2.5. En la dirección Este-Oeste está limitada por dos cauces usualmente secos; el del oriente es el arroyo Tlaxomotl, cuyo escurrimiento torrencial puede arrastrar bloques grandes de roca y erosionar su cauce; el

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El ex convento de los Santos Reyes en Metztitlán

Afloramiento de basalto Zona de derrumbes

0 20 40 60 m Escala gráfica

Zona de casas destruidas

Templo evangélico Letrinas

Superficies de falla

Simbología:

Patio

Av. Juáre

Zona jardinada

Arroyo

Fallas locales

otl

Casas

Tlaxom

4. RECONOCIMIENTO GEOTÉCNICO DEL EX CONVENTO

Observación en mayo de 1992. En el recorrido por el templo y el claustro se verificó la existencia de abundantes fisuras en las estructuras y hasta en sus pisos que datan de muchos años. La más conocida es la que se observa en la fachada del templo, entre la ventana y la espadaña (véase figura 3). Sin embargo, muchas manifiestan señales de actividad reciente; por ello, el crecimiento de la grieta que causó el colapso de las cloacas aumentó la preocupación sobre la seguridad de este monumento (véase figura 4). Las grietas del subsuelo que afectan al conjunto religioso se han desarrollado como dos familias de curvas paralelas, las cuales se indican esquemáticamente en la figura 2: a) en el lado nororiente del convento se han desarrollado las grietas más dañinas, las principales se identifican con los números 1 y 2, aunque hay muchas más; b) del lado poniente del convento se encuentra la otra familia de grietas con

LA GEOTECNIA EN LA HISTORIA

dirección poniente. Sin duda todas estas grietas son consecuencia de movimientos inducidos por el humedecimiento de los suelos. Acciones de protección. Ante los daños manifiestos, las autoridades municipales y estatales se vieron obligadas a decidir la demolición de todas las viviendas afectadas, prohibir la construcción de viviendas en el terreno por arriba del convento y en la ladera del Tlaxomotl, así como cancelar las redes de abastecimiento de agua y drenaje; medidas que han sido excelentes para la conservación del edificio histórico.

Templo

del lado poniente tiene menor escurrimiento, pero también causa cierta erosión. En el terreno al nororiente del convento se levantaron numerosas viviendas, posiblemente desde antes de los años cuarenta. En fechas recientes las abastecieron de agua potable, pero el drenaje poco se mejoró y algunas siguieron con sus fosas sépticas. Esas viviendas crecieron en número e implicaron que hubiera mayor volumen de agua penetrando al subsuelo. Los frecuentes escurrimientos torrenciales que ha tenido el arroyo Tlaxomotl a partir de 1996 con el paso del huracán Gilberto desencadenaron pequeñas fallas de su cauce derecho. El fenómeno hizo crisis en 1992 con la destrucción de las casas habitación y del templo evangélico que existían en la ladera del arroyo (Lugo-Hubp et al., 1993 y 1996). En ese tiempo también colapsaron las letrinas o cloacas del convento (véase figura 2).

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Grieta observada en la estructura

Dirección de los 1 y 2 Grietas principales desplomos

Grieta observada en el suelo Dirección del movimiento de las masas de suelo

Figura 2. Superficies de falla y grietas en el ex convento.

LA GEOTECNIA EN LA HISTORIA

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El ex convento de los Santos Reyes en Metztitlán

Fisura

Grieta

Figura 3. Fisura en la fachada del templo.

Figura 4. Zona colapsada de las cloacas.

5. PROPUESTAS DE SOLUCIÓN

riables entre 8.4 y 27.5 m, con separación horizontal variable de 4.0 a 5.5 m; sólo las cinco del lado oriente del ábside están separadas a cada 2.0 m (véase figura 7). La capacidad de carga horizontal de cada pila se complementó posteriormente con dos anclas de 41 t laterales a cada pila, inclinadas en 45° y cuya longitud es de unos 25 m; sólo cuatro de las anclas fueron instaladas en la parte sur del monumento. Se precisa que las pilas están desplantadas sobre la colada de basalto, cuya superficie es tan irregular que tiene diferencias de casi 20 m de desnivel, lo cual podría ser otro indicador de que esta masa de suelo es parte de un antiguo derrumbe. Llama la atención que no se recomendara vegetar y forestar con especies locales los taludes del arroyo y toda la zona circundante al ex convento, porque esto sería una acción complementaria muy provechosa.

La rapidez con la que crecían los daños del convento motivó la identificación de acciones para mitigar la influencia del humedecimiento del subsuelo. La primera se basó en la observación del sitio y consistió en proponer dos medidas complementarias: a) construir un muro de concreto armado con anclas capaces de soportar los empujes de la masa de suelo inestable y b) eliminar las tuberías de drenaje y abastecimiento que llegan a las viviendas, sellar las fosas sépticas y todas las fisuras por las que pueda penetrar el agua de lluvia. La efectividad de este muro no fue demostrada por falta de información sobre la estratigrafía y la resistencia al corte de los suelos y lutitas; por su parte, la eliminación de las infiltraciones de agua no hubiera requerido demostración (TGC, 1992). Los estudios geotécnico y estructural para identificar algún remedio se iniciaron en julio de 1992 y se decidió ensayar una solución en la tercena, pequeña construcción donde se recaudaban los diezmos y tributos, la cual consistió en retirar el suelo arcilloso somero de la ladera y sustituirlo por otro estable, pero los resultados fueron nimios. Posteriormente, a partir de 1994, se encargó el estudio del subsuelo del convento, para lo cual se practicaron sondeos y pruebas de laboratorio, y se instalaron dos estaciones piezométricas entre 15 y 24 m de profundidad (Pliego et al., 1992 y 2003). Paralelamente se hicieron evaluaciones estructurales del templo y del claustro (Sánchez Martínez, 2003). Los sondeos demostraron que el subsuelo del convento consiste en dos estratos de arcilla lacustre con una colada de basalto intercalada y todo se apoya sobre lutitas de la formación Méndez (véanse figuras 5 y 6). 6. SOLUCIÓN ADOPTADA

La solución diseñada brevemente se puede describir como una manera de fortalecer el perímetro oriente del ex convento, mediante la instalación de una línea de 41 pilas de concreto y 1.2 m de diámetro, diseñadas para soportar los empujes horizontales de la masa inestable de suelo. En 1994 se instalaron las primeras cuatro pilas experimentales; en 1995 se colocaron otras cinco, y entre 1996 y 1997 se instalaron las otras 32. Las pilas se empotraron a 1 m en el basalto con profundidades va-

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7. COMPORTAMIENTO OBSERVADO E INSTRUMENTACIÓN DE CONTROL

Para verificar el efecto estabilizador de las pilas ancladas se instalaron seis tuberías de inclinómetro (véase figura 7), que permiten determinar las deformaciones horizontales del subsuelo con respecto a la profundidad, con ayuda de una sonda electrónica que penetra en los tubos para detectar los pequeños cambios de inclinación que sufren (Pliego, 2003 y 2007). Estos instrumentos se complementan con pozos de observación del nivel freático y dos estaciones piezométricas. En las estructuras se colocaron placas testigo para medir los cambios de inclinación del templo y del claustro mediante una plomada electrónica portátil. Se instalaron testigos simples y tridimensionales para medir los cambios de abertura de las grietas. Se colocaron armellas para la medición de convergencias entre elementos estructurales. Además se practicaron nivelaciones topográficas para determinar los hundimientos de todos los elementos del monumento. Adicionalmente se decidió colocar una membrana para la impermeabilización del atrio y sus jardines. Se destaca la zona protegida con una membrana plástica de HDP y cubierta con tierra apisonada (Pliego, 2003).

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El ex convento de los Santos Reyes en Metztitlán Nivelaciones topográficas

En la figura 7 se muestra el resultado de las nivelaciones de la retícula de puntos instalada en el templo y claustro, con la información colectada entre diciembre de 1997 y diciembre de 2007. Se advierte que los asentamientos en el claustro varían entre 1 y 2 mm/año; por su parte el templo exhibe hundimientos menores a 1 mm/año; en cambio, en el exterior los asentamientos crecen hasta 6 mm/año, al nororiente del ex convento, y hasta 4 mm/año, en el atrio sur. Aunque estos valores son de milímetros, pueden ser dañinos para un monumento que debería conservarse por tiempo indefinido. Medición con los inclinómetros

Los datos para los inclinómetros I-01 e I-02, entre abril de 1998 y diciembre de 2007, se ilustran en la figura 7, junto con la sección estratigráfica AA (veáse figura 5) (Pliego, 2007). En los 9.7 años transcurridos, el I-01 detecta una deformación horizontal uniforme hasta unos 27 m de profundidad, con magnitud de 6.0 cm y con dirección Noroeste, hacia afuera de las pilas; es importante hacer notar que esa deformación ocurre en la arcilla que subyace al basalto. Por su parte, el inclinómetro I-02 midió una deformación de 3.1 cm hasta casi 40 m de profundidad y con dirección Sureste, que

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LA GEOTECNIA EN LA HISTORIA

se desarrolla también en las arcillas que subyacen al basalto. Estas mediciones demuestran que ambas tuberías manifestaron inestabilidades peculiares por la incongruencia en las direcciones, entre 20 y 26 m de profundidad, que carecen de explicación. En cuanto a los inclinómetros I-03 e I-04 se cuenta con mediciones entre diciembre de 2003 y diciembre de 2007. Con los datos de esos cuatro años se infiere con el I-03, ubicado dentro de la línea de pilas, una deformación hasta los 26 m de profundidad de 1 cm con dirección Sur; por su parte el I-04 en el exterior de la línea de pilas mide 2.5 cm en dirección Este. También en ambas tuberías las deformaciones ocurren en la arcilla que subyace al basalto. Para los inclinómetros I-05 e I-06 no se dispone de mediciones. Es interesante mencionar que en 1992 se instaló un primer tubo para inclinómetro y que a 10 m de profundidad la deformación acumulada en unos meses impidió que la plomada electrónica penetrara, lo cual precisa que la deformación ocurre con rapidez. Comentarios sobre el comportamiento

La importancia de las mediciones con los inclinómetros radica en que son los testigos más confiables para verificar la eficacia del sistema de contención para estabilizar a la masa de suelo; sobre estas mediciones se puede decir:

LA GEOTECNIA EN LA HISTORIA

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El ex convento de los Santos Reyes en Metztitlán

a. Sobre las deformaciones horizontales que se detectan comparando las magnitudes registradas por las dos parejas de inclinómetros, la I-01 e I-02 y la I-03 e I-04, se podría con ligereza interpretar que demuestran que la barrera de pilas ancladas logra que la deformación interior a esa línea sea menor que la exterior. Aunque desconcierta que esos inclinómetros señalen direcciones de deformación casi ortogonales, NE y SE respectivamente, cuando esos instrumentos están distantes apenas 10 m. b. Para los otros inclinómetros, I-03 e I-04, las deformaciones medidas apenas están superando el rango de precisión de esos instrumentos, y para el I-05 e I-06 todavía no había pasado el tiempo suficiente para que sus mediciones sean indicativas del comportamiento del subsuelo. c. Una evaluación simple de la capacidad de la barrera de contención demuestra que las pilas soportan 85% del empuje y que las anclas aportan 15% del soporte horizontal. d. La observación más importante sobre la efectividad de la línea de pilas ancla0.0 das es que las mediciones con los incli-1-2 nómetros I-01 a I-04 demuestran que la superficie de deslizamiento se desarrolla en la arcilla lacustre que subyace al basalto; aunque también es factible que esa superficie se presente en la parte superior de las lutitas de la formación Méndez, porque es posible que -15.2 sean más susceptibles que las arcillas al efecto degradante del humedecimiento.

b. La construcción de viviendas sin abastecimiento de agua al nororiente del ex convento creció lentamente, pero se vio agravada porque en los años noventa se instalaron tuberías. El drenaje fue muy ineficiente e incluso en su mayor parte se resolvió con fosas sépticas, lo cual incrementó la humedad del subsuelo; por ello es uno de los factores causantes de las deformaciones de los últimos años. c. Inicialmente se propuso para estabilizar la ladera del arroyo la construcción de un muro de concreto reforzado y fuertemente anclado; lo cual ahora se puede ver como una solución poco efectiva para contener la masa de suelo inestable. Asimismo se propuso eliminar las fuentes de humedecimiento de las redes de abastecimiento y drenaje, de las fosas sépticas, de jardines y huertas; incluso se re-

Error posible = ± 1.5 cm

Ex convento 3.1 cm Sureste

Muro cabezal

1-02 1333.794

6.0 cm Noreste

1-01 1333.964

Anclas Pilas

Arcilla NE

20.0

8. CONCLUSIONES

a. La información recopilada demuestra que el ex convento de Metztitlán está sometido a los efectos del desplazamiento horizontal de la masa de suelo sobre la que se apoya, lo cual se manifiesta con agrietamientos en el claustro y en el ábside de la nave, incrementados por la tala de la vegetación original. Este comportamiento resulta de la inestabilidad natural y la inducida por el hombre al humedecer el subsuelo. Se trata de un complejo mecanismo con tres componentes de deformación hacia las partes bajas; el más activo se desarrolla hacia el Noreste y lo induce la inestabilidad de la barranca Tlaxomotl, por la erosión producida al pie del talud provocada por las corrientes torrenciales del arroyo. Pero también son significativos los desplazamientos hacia el Oeste y hacia el Sur.

Relleno heterogéneo

Roca basáltica -26.0 Arcilla

Superficie de deslizamiento 40.0

-40.0

-48.0

Margas y calzas de la formación Méndez

48.0

Figura 5. Estratigrafía y medición de las deformaciones laterales según la sección A-A de la figura 6, entre abril de 1998 y diciembre de 2007 (Pliego, 2007).

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El ex convento de los Santos Reyes en Metztitlán

LA GEOTECNIA EN LA HISTORIA

g. En cuanto a las viviendas ubicadas arriba del ex convento y en la ladera del arroyo Tlaxomotl, el que fueran demolidas por los graves daños que habían acumulado y se prohibiera su reconstrucción se puede ver como una decisión muy acertada para la conservación del ex convento, pues evitará o al menos reducirá la penetración de agua a la masa de suelo. Se puede inferir que esta acción explique que la velocidad de las deformaciones aparentemente se ha reducido.

0 10 Profundidad, m

comendó evaluar la aplicación de un tratamiento electrosmótico temporal para reducir la humedad de la masa de suelo. Es importante mencionar que esta propuesta sigue manteniendo su vigencia y que parece la única acción que pudiera reducir la velocidad de las deformaciones de la masa de suelo. d. Se instaló un sistema estructural de contención de la masa de suelo con 41 pilas de concreto de 1.2 m de diámetro complementadas con anclas de tensión de 41 t de capacidad a 45° de inclinación. También se instaló una membrana plástica de polietileno de alta densidad HDP en el jardín del atrio. e. Los datos de las mediciones con los inclinómetros demuestran que la superficie de deslizamiento se desarrolla en el estrato inferior del suelo lacustre arcilloso que subyace al basalto. Esto indica que el sistema de pilas de contención empotradas en el basalto y anclas adheridas a esa roca ha sido ineficaz. Para ratificar esta afirmación, se deberá continuar con estas mediciones topográficas y con las de los inclinómetros. f. En cuanto a la membrana de HDP, es factible que pueda interrumpir la evapotranspiración natural y por ello facilitar la condensación de agua en la masa de suelo bajo el ex convento, esto incrementará la humedad de esos suelos, lo cual podría inducir deformaciones adicionales.

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20 30 40 50

20 ? ? 30

30 40 For 40 ma ción

Arcilla ? ?

Mé

Basalto Arcilla Lutitas

nde

Figura 6. Modelo estratigráfico.

Sistema TECCO® para la estabilización de taludes: Provee una solución resistente, duradera, segura, de excelente costo-beneficio, libre de mantenimiento y respetuosa con el medio ambiente. t Tecnología suiza de punta con proyectos realizados en América Latina t Sistema flexible estabilizador con resistencia garantizada que se pretensa y proporciona un soporte activo t Se dimensiona completamente con metodología racional y reconocida t Alambre de acero de alta resistencia (mín. 1,770 N/mm2 – 18,048 kg/cm2), con revestimiento GEOBRUGG ULTRACOATING® t Permite optimizar la retícula de anclajes con una instalación más rápida y fácil

XXVI durante la d n a st ro st de Visite nue ional de Mecánica ncún 2012 c a a N a técnic , C Reunión niería Geo e g In e s Suelo

LA GEOTECNIA EN LA HISTORIA

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El ex convento de los Santos Reyes en Metztitlán

50 m

Escala gráfica

4.0 m

Pila 3

1-01

2.0 m Anclas

Pila 45a 1-05

1-02 Sección A

Zona de tratamiento de impermeabilización

1-03

1-04

65.0 m

5.5 m 1-06 Pila 33

Jardín

20.9 m Anclas

Pila 25 77.8 m

39 pilas según el plano (CB-MSU-INS-METZ-01-P) Inclinómetros

Figura 7. Localización de las pilas de contención, de los inclinómetros y del área impermeabilizada.

h. El ex convento de Metztitlán deberá mantenerse abierto, su comportamiento deberá seguir siendo observado y sin duda requerirá futuras acciones más efectivas. Por ahora es recomendable reforestar la loma y las laderas del arroyo, así como evaluar: a) la perforación de drenes horizontales en la arcilla por debajo del basalto y de la parte superior de las lutitas y b) instaurar un tramo experimental con tratamiento electrosmótico que pudiera ayudar a sacar el agua de la zona antes mencionada. i. Finalmente, la ladera en que se asientan la población y el ex convento debería ser instrumentada con puntos de control topográfico e inclinómetros para verificar si se está deformando, lo cual podría ocurrir tan lentamente como para interpretarlo como un caso de reptación o creep. También es pertinente realizar pruebas de resistencia de anillos de suelo al corte, con la técnica de J. Hvorslev, en arcillas lacustres y las lutitas para precisar las resistencias pico y residual, y estimar el factor de seguridad de la ladera bajo condiciones estática y sísmica. j. La información que se obtendrá con el estudio e instrumentación arriba esquematizados permitirá evaluar la magnitud y direcciones de las inestabilidades potenciales de la ladera en que se ubican el ex convento y la población de Metztitlán, así como identificar las acciones preventivas que se deberán aplicar; sin duda con ello se demostrará la urgencia de sustituir las tuberías de agua potable y drenaje actuales por otras herméticas Ésta es una versión parcial del trabajo original. Si desea obtener la versión completa, donde se incluyen las referencias citadas, puede solicitarla a geotecnia@heliosmx.org

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3 3

5 2

4 2 3

2 2 3

Figura 8. Curvas de igual hundimiento (en mm/año). Mediciones de diciembre de 1997 a diciembre de 2007 (Pliego, 2007).

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TEMA DE PORTADA

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ARTíCULO TÉCNICO

Criterios para el diseño del revestimiento definitivo de túneles en suelos blandos

Juan Félix Rodríguez Rebolledo

Doctor en Ingeniería. Desde 1995, ha participado en más de 20 investigaciones en el Instituto de Ingeniería de la UNAM. Es consultor geotécnico desde 1997. Ha colaborado en más de 35 proyectos relacionados con la ingeniería geotécnica y en proyectos como: el túnel Río de los Remedios, el Túnel Río de la Compañía, el Túnel Emisor Oriente, así como en la línea 12 del metro.

Gabriel Auvinet Guichard

Doctor en Ingeniería. Se ha enfocado en la investigación de problemas de mecánica de suelos, destacadamente en la ingeniería de cimentaciones en suelos blandos y en presencia de hundimiento regional. Es responsable del Laboratorio de Geoinformática del Instituto de Ingeniería de la UNAM. Vicepresidente por Norteamérica de la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica.

Criterios para el diseño del revestimiento definitivo de túneles en suelos blandos En el proceso de elaboración del revestimiento definitivo para un túnel es necesario establecer condiciones de análisis a largo plazo. Dichas condiciones deben ser consideradas tanto en las propiedades de los revestimientos como en las de los suelos. A continuación se expone el proceso utilizado en los estudios para diseñar dicho elemento en un caso específico. Presentación

Este artículo contiene una descripción detallada de la metodología empleada para el análisis y diseño del revestimiento definitivo de un túnel que formará parte del sistema de drenaje de la Ciudad de México, en su tramo que cruza a través de los suelos arcillosos de la zona lacustre. Los resultados aquí expuestos permiten tener un mayor entendimiento de la interacción suelo-túnel cuando el medio se somete a un doble proceso de consolidación; el primero debido al cambio de esfuerzos efectivos generados por la excavación del túnel, y el segundo debido al abatimiento de las presiones intersticiales generadas por el bombeo de agua de los estratos profundos.

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Introducción

En la zona lacustre de la Ciudad de México, los revestimientos de los túneles están sujetos a un doble proceso de consolidación. El primero de ellos se debe al cambio de esfuerzos efectivos generados por la propia excavación y construcción del túnel (Kirsch,1898; Morgan, 1961; Wood, 1975; Curtis, 1976; Alberro, 1983; Bobet, 2001; Auvinet y RodríguezRebolledo, 2010, y Zaldívar et al. 2012), mientras que el segundo se debe al abatimiento de las presiones intersticiales debido al bombeo de agua de los estratos profundos (Alberro y Hernández ,1989; Farjeat y Delgado, 1988; Equihua, 2000, y Flores 2010). Se sabe que el primero afecta únicamente al revestimiento primario, ya que el exceso de

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Criterios para el diseño del revestimiento definitivo de túneles en suelos blandos

Definición del modelo geotécnico Estratigrafía

ARTíCULO TÉCNICO

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TEMA DE PORTADA

Gráfica 1. Perfil de contenido de agua

Contenido de agua (%) 0 100 200 300 400 500 33.1

310.6

CS B1

5 10 282.5 15

B2 Contenido de agua medio

20 25 54.9 Profundad, m

presión de poro se alcanza a disipar poco después de la excavación del túnel (Gutiérrez y Schmitter, 2010), mientras que el segundo actúa de manera “permanente” (a largo plazo) sobre ambos revestimientos durante su periodo de servicio. Por a lo anterior, para diseñar el revestimiento definitivo es necesario emplear condiciones de análisis a largo plazo. Dichas condiciones deben ser consideradas tanto en las propiedades de los revestimientos como en las de los suelos. A continuación se presenta una descripción detallada de la metodología empleada para el diseño geotécnico del revestimiento definitivo de un túnel que formará parte del sistema de drenaje de la Ciudad de México, en el tramo que cruza a través de los suelos arcillosos de la zona lacustre. El diámetro interior de proyecto de dicho túnel será de 7 m y contará con dos revestimientos: uno primario, formado por un anillo de dovelas de 35 cm de espesor, y uno definitivo (secundario), formado por un anillo continuo de concreto también de 35 cm de espesor.

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173.7

C D

30 35

La estratigrafía de la zona estudiada está formada principalmente por: • Estrato CS. Costra superficial, con espesores de 0 a 3 m • Estrato B. Arcillas y limos de alta compresibilidad con gran cantidad de microfósiles, con espesores de 22 a 24 m • Estrato C. Intercalaciones de limos y limos arenosos carbonatados (lentes duros), con espesores de 1.5 a 2.5 m • Estrato D. Arcillas y limos de alta a mediana compresibilidad, con espesores de 9.5 a 13.5 m • Estrato E. Intercalaciones de limos y limos arenosos de consistencia dura (capa dura), con espesores de 5 a 7.5 m • Estrato F. Arcillas y limos de mediana a baja compresibilidad, con lentes de ceniza volcánica, hasta la profundidad explorada Para la definición de la estratigrafía representativa de la zona de estudio se tomó en cuenta la clasificación anterior y se estudiaron los perfiles de contenido de agua de los distintos sondeos efectuados en el tramo de interés (véase gráfica 1). Se emplearon dichos perfiles ya que se sabe que la compresibilidad del material está relacionada de manera directa con el contenido de agua. Asimismo, se consideró

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45.3 E

115.1 F

50 55 60

110.1

también que, para el tramo en cuestión, la condición de análisis más crítica será cuando la cubeta del túnel haga contacto con la capa dura C (26 m de profundidad, aproximadamente). Propiedades de los suelos

Ya que se trata de un problema a largo plazo, fue necesario contar con las propiedades efectivas de los distintos estratos involucrados (véase tabla 1).

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TEMA DE PORTADA

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ARTíCULO TÉCNICO

Criterios para el diseño del revestimiento definitivo de túneles en suelos blandos

Tabla 1. Propiedades de compresibilidad y resistencia de la estratigrafía representativa de la zona de estudio Estrato

w (%)

γ (kN/m3)

E’ (MPa)

c’ (kPa)

φ’ (°)

14.0

–

293

11.3

6.6

0.379

4.547

–

241

11.6

5.5

0.258

3.741

–

15.0

–

100

165

12.0

3.9

0.147

2.563

–

16.0

–

100

115

13.2

2.9

0.102

1.788

–

w = contenido de agua γ = peso volumétrico e0 = relación de vacío inicial Cr = coeficiente de recompresión

Cc = coeficiente de compresión E’ = módulo drenado c’ = cohesión φ’ = ángulo de fricción efectivo

E’ =

1+ν Eu 1 + νu 1

Donde: υ’ = relación de Poisson para condiciones drenadas υu = relación de Poisson para condiciones no drenadas De manera conservadora, se emplearon los parámetros de resistencia no drenados como parámetros efectivos de los suelos duros (Plaxis 2D V9 Manual, 2008, y Schweiger, 2005). Condiciones piezométricas y estado inicial de esfuerzos

Las presiones intersticiales iniciales (véase gráfica 2) se determinaron a partir de mediciones de estaciones piezométricas instaladas en el tramo en estudio. Puede observarse un abatimiento importante de las condiciones hidrostáticas a partir de los 17 m de profundidad, el cual llega a los 400 kPa a una profundidad de 56 m. El nivel de aguas freáticas (NAF) presenta variaciones en su profundidad de 3 a 5 m. Una manera aproximada e indirecta para determinar el perfil de presión de poro a futuro es empleando el mode-

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Gráfica 2. Presión de poro y estado inicial de esfuerzos

0 5

Presión de poro, kPa 0 100 200 300 400 500 600 Hidrostática Piezométrica

0 5

Túnel

30 35

Profundidad, m

Las propiedades de compresibilidad de los suelos arcillosos, como los que conforman los estratos B, D y F, se determinaron a partir de pruebas de consolidación unidimensional, y los parámetros de resistencia de pruebas triaxiales consolidadas no drenadas (tipo CU) con medición de presión de poro. Para definir las propiedades de resistencia y compresibilidad de los estratos duros, tales como el C y el E, se emplearon los resultados obtenidos de pruebas de compresión triaxial no consolidadas no drenadas (tipo UU). Para este tipo de suelos, se consideró apropiado determinar el módulo de elasticidad drenado (E’) a partir del módulo no drenado (Eu), haciendo uso de la teoría de la elasticidad, mediante la ecuación:

Esfuerzo efectivo, kPa 200 400 600 800 Geoestático Actual Preconsolidación

25 30 35

lado numérico para evaluar la magnitud del abatimiento piezométrico necesario para generar el hundimiento regional que pudiese presentarse en la zona de estudio dentro del periodo de diseño (50 años). Dicho hundimiento regional puede estimarse mediante el historial de mediciones efectuadas en bancos de nivel superficiales, referenciados a bancos de nivel profundos (véase gráfica 3). Puede observarse que la pendiente de la ecuación de la línea de tendencia proporciona la velocidad de hundimiento regional, que para este banco de nivel es del orden de los 0.9 cm/mes, es decir que, aceptando que la tendencia del hundimiento es lineal, el asentamiento regional a 50 años será de aproximadamente 5.4 m. Aplicando el mismo criterio a los demás bancos superficiales que se encuentran dentro del tamo de estudio, se obtuvo que el hundimiento regional estimado a 50 años

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Núm. 225 Septiembre - Noviembre 2012 22

Criterios para el diseño del revestimiento definitivo de túneles en suelos blandos podía variar de 3.8 a 5.8 m; estos valores sirvieron como referencia en los análisis que se muestran más adelante para verificar si la hipótesis de abatimiento fue la indicada. Por otra parte, el estado inicial de esfuerzos representativo de la zona de estudio (véase gráfica 2) se estimó mediante: 1. Los esfuerzos geostáticos calculados a partir del producto del espesor de cada estrato por su peso volumétrico efectivo (γ’ = peso volumétrico de la muestra - peso volumétrico del agua), asumiendo que el NAF se encuentra a una profundidad media de 5 m. 2. El esfuerzo efectivo inicial calculado sumando al esfuerzo geostático el abatimiento de las presiones intersticiales. 3. Los esfuerzos de preconsolidación estimados a partir de ensayos de consolidación unidimensional.

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ARTíCULO TÉCNICO

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Grafica 3. Variación del hundimiento regional con el tiempo para el banco de nivel superficial 14 Hundimiento regional (δreg), cm

δreg = 0.91t - 0.27 R2 = 0.99

10 8 6 4 2 0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Tiempo (t), meses

Debido a la similitud entre los esfuerzos efectivos iniciales y los de preconsolidación, los estratos arcillosos se consideraron como normalmente consolidados.

finitos. Se utilizó este programa ya que permite aplicar los modelos constitutivos requeridos para la realización del análisis, simular el fenómeno de consolidación, incluir el hundimiento regional y añadir elementos de interfase. Debido a que se trata de un modelo a largo plazo, el análisis se efectuó en términos de los esfuerzos efectivos,

Modelado numérico Planteamiento

Para la elaboración del modelo numérico se empleó un programa comercial basado en el método de los elementos

Evaluación de estabilidad de taludes, Tijuana, BC.

Control de calidad en terracerías, Tijuana BC.

Excavaciones profundas, Tijuana, BC. Perforación y colado de pilas, Rosarito, BC.

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Solución de estabilidad de taludes, Fincamex, Tijuana, BC.

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Criterios para el diseño del revestimiento definitivo de túneles en suelos blandos

Tabla 2. Propiedades consideradas para el modelado numérico Estrato

Modelo

κ*

λ*

OCR

ν’

νur

Ko = Konc

CS B1 B2 C D E F

MC SS SS MC SS MC SS

– 0.043 0.035 – 0.026 – 0.023

– 0.260 0.250 – 0.227 – 0.201

– 1.0 1.0 – 1.0 – 1.0

0.30 – – 0.33 – 0.33 –

– 0.15 0.15 – 0.15 – 0.15

1.00 0.43 0.43 0.50 0.43 0.50 0.43

κ* = índice de recompresión λ* = índice de compresión OCR = relación de sobreconsolidación ν’ = relación de Poisson drenada νur = relación de Poisson de descarga-recarga K0 = coeficiente de presión de tierras en reposo

kx = ky (m/día) 1 × 0-2 1 × 10-5 1 × 10-5 1 × 10-1 1 × 10-5 1 × 10-1 1 × 10-4

Konc = coeficiente de presión de tierras normalmente consolidado kx = ky = coeficiente de permeabilidad MC = modelo Mohr-Coulomb SS = modelo Soft-Soil

Tabla 3. Propiedades de los revestimientos Etapa

Revestimiento

Tipo de elemento

f ’c (MPa)

E (MPa)

e (m)

EA (MN/m)

EI (MNm2/m)

1y2

Primario

Clúster

0.2

1.00

5,206

0.4

–

Primario

Clúster

0.2

0.57

2,968

0.4

–

Definitivo

Plate

1.0

0.57

17,152

0.4

6,003

61.3

3y4

α = factor de reducción de la rigidez del anillo f’c = resistencia a la compresión simple FR = factor de reducción por flujo plástico E = módulo de elasticidad e = espesor del anillo I = momento de inercia

E = αFR 4,400√ f 'c [Mpa]

considerando parámetros drenados y condiciones iniciales no drenadas (Plaxis bv, 2008; Schweiger, 2005 y RodríguezRebolledo, 2011). Características generales del modelo

Los modelos constitutivos que se emplearon para la simulación del comportamiento de los suelos duros y blandos, fueron el Mohr-Coulomb y el Soft-Soil (Plaxis bv, 2008), respectivamente. Las propiedades de los distintos estratos (véase tabla 2) se definieron de acuerdo con lo mencionado en los incisos anteriores. Los valores de la relación de Poisson drenada son típicos de este tipo de suelos y los coeficientes de permeabilidad se definieron de acuerdo con la experiencia obtenida de proyectos anteriores. Las etapas del modelado numérico (véase tabla 3) se relacionaron directamente con el procedimiento constructivo del túnel. En la etapa 1, excavación del túnel y construcción del revestimiento primario, Se modela la condición de construcción inmediatamente después de que el revestimiento primario es colocado. Se ignora el posible relajamiento del suelo por excavación, ya que para suelos blandos como las arcillas lacustres de la Ciudad de México las condiciones iniciales de esfuerzos tienden a volver a establecerse a me-

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0.0 m -2.0 m

C. S. B1

-14.0 m -19.0 m

C D

-26.0 m -28.0 m -38.0 m

-44.5 m

F -60.0 m

Figura 1. Malla de elementos finitos del modelo desarrollado.

diano plazo (Auvinet y Rodríguez-Rebolledo, 2010). Para tomar en cuenta el efecto de las juntas de las dovelas, se utilizó el denominado parámetro de reducción de la rigidez del anillo (α), estimado a partir de un procedimiento interactivo que consistió en variar la magnitud de dicho parámetro hasta que las convergencias obtenidas en el modelo geotécnico fueran las mismas que en el estructural. En este caso se obtuvo un valor de α = 0.2. Dicho modelo estructural tomó en

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intersticiales, se modela el comportamiento del túnel en los próximos 50 años, para lo cual es necesario considerar la disminución del módulo de elasticidad del concreto por (kN/m2) 44.000 40.000 36.000 32.000 24.000 20.000 16.000 12.000

( + ) Descarga

28.000

8.000 4.000 0.000 -4.000 -8.000 -12.000 -16.000 -20.000

( - ) Carga

consideración la rigidez al giro de las juntas longitudinales en el revestimiento primario, en función de la geometría de la junta, de la fuerza axial actuante y de la rigidez del concreto, y la rigidez adicional que se genera por el traslape de las juntas del anillo de dovelas. En el modelo geotécnico, el revestimiento incluyó un elemento de interfase entre el túnel y el suelo. En la etapa 2, consolidación del medio debida al exceso de presión de poro generado por la excavación del túnel y la construcción del revestimiento primario, se admite que el exceso de presión de poro generado por la construcción del revestimiento primario se logra disipar poco después de la excavación del túnel (Gutiérrez y Schmitter, 2010) y, por tanto, sólo afectará dicho revestimiento. Durante la etapa 3, construcción del revestimiento definitivo, se modela la construcción de dicho revestimiento, en el cual se incluye una interfase entre éste y el revestimiento primario, que simula la junta que existe en ambos anillos y permite que, de presentarse las condiciones necesarias, ambos elementos puedan trabajar de manera independiente. En la etapa 4, consolidación del medio debida al exceso de presión de poro generada por la construcción del revestimiento definitivo y por el abatimiento de las presiones

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Figura 2. Exceso de presión de poro en la etapa 1.

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flujo plástico (FR) que, de acuerdo con el proyecto estructural, FR = 0.57. Se consideran dos hipótesis de abatimiento de las condiciones piezométricas actuales: un abatimiento moderado de 50% y otro extremo de 100%. Los valores del hundimiento regional obtenidos con el modelado numérico para dichos abatimientos son del orden de los 3.6 y 6.2 m, respectivamente, muy próximos a los valores extremos de los hundimientos a 50 años, estimados a partir las mediciones topográficas de la velocidad del hundimiento regional de la zona (3.8 a 5.8 m). (m)

0.500 0.000 -0.500 -1.000 -1.500 -2.000 -2.500 -3.000 -3.500 -4.000 -4.500 -5.000 -5.500 -6.000 -6.500

Al disiparse el exceso de presión de poro (etapa 2) se produce un decremento de los esfuerzos efectivos en el suelo que se ubica por debajo de la cubeta del túnel. Dicho decremento de esfuerzos ocasiona que el suelo arcilloso en esta zona se transforme en un material preconsolidado y, por tanto, de menor compresibilidad que el suelo que lo rodea. Debido a lo anterior, al colocarse el revestimiento definitivo (etapa 3) y dejar que se disipe el exceso de presión de poro generado por el abatimiento de las presiones intersticiales (etapa 4), el suelo por debajo del túnel se hunde con menor intensidad que el adyacente (véase figura 3) y, por tanto, el túnel sufre una emersión aparente respecto al medio que lo rodea. Dicha emersión ocasiona que el suelo alrededor del túnel tienda a colgarse del revestimiento primario y genere fricción negativa en su parte superior, e inclusive el desarrollo de condiciones límite en algunas zonas. Las fuerzas que intentan desplazar hacia abajo al túnel generan, a su vez, en el estrato duro (capa de apoyo) fuerzas ascendentes de imEsfuerzo total normal

Esfuerzo cortante Etapa 2

Figura 3. Desplazamientos verticales en la etapa 4.

Después de realizar un análisis de sensibilidad, se determinó que, para poder obtener resultados suficientemente confiables, es aceptable utilizar elementos triangulares de 15 nodos, elementos de interfase de cinco pares de nodos, efectuando un refinado de la malla de elementos finitos alrededor del túnel y colocando la frontera lateral a una distancia de 45 m, medida a partir del centro del túnel (véase figura 1). Las fronteras laterales de la malla se restringieron en dirección horizontal, mientras que la inferior se limitó en ambos sentidos. El revestimiento primario se modela con elementos de volumen y el definitivo con elementos tipo placa. Como se mencionó anteriormente se incluyen dos interfases: revestimiento primario-suelo y revestimiento definitivo-revestimiento primario.

Valor extremo = -259 kN/m2

Valor extremo = 37 kN/m2 Etapa 4

Valor extremo = -1,635 kN/m2

Valor extremo = 116 kN/m2

Etapa 4 - 2

Resultados obtenidos

Se obtuvo el exceso de presión de poro generado por la excavación y colocación del revestimiento primario en la etapa 1 (véase figura 2). Se observó que, por debajo de su cubeta, se generó un exceso de presión de poro positivo, es decir, una descarga, mientras que para las paredes laterales superiores se desarrolló una carga (exceso de presión de poro negativo). En otras palabras, la descarga atribuible a la remoción del peso de suelo excavado produce un movimiento general ascendente del túnel (efecto de burbuja) y un cambio en el estado de esfuerzos y desplazamientos en el suelo circundante (Auvinet y Rodríguez-Rebolledo, 2010).

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Valor extremo = -1,376 kN/m2

Valor extremo = 88 kN/m2

Figura 4. Diagramas de esfuerzo total normal y cortante en la interfase revestimiento primario-suelo para un abatimiento total de las presiones intersticiales.

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Criterios para el diseño del revestimiento definitivo de túneles en suelos blandos portancia e, inclusive, su plastificación para el abatimiento total de las presiones intersticiales. Se obtuvieron los diagramas de esfuerzos totales normales y esfuerzos cortantes en la interfase revestimiento primario-suelo (véase figura 4). Para el incremento de esfuerzos producido de la etapa 2 a la 4, éstos fueron empleados en el diseño estructural del revestimiento definitivo. Los diagramas de la etapa 2 representan los esfuerzos a los que ha estado sometido el revestimiento primario en su etapa constructiva, mientras que el incremento de esfuerzos (etapas 2 a 4) representa la carga a la que estarán sometidos ambos revestimientos en la etapa del abatimiento piezométrico. De acuerdo con estos resultados (etapas 2 a 4), el revestimiento definitivo estará sujeto a una condición de carga muy desfavorable desde el punto de vista estructural, ya que, mientras que la clave del túnel se carga de manera vertical, los hastiales sufren una descarga (desconfinamiento). Con la magnitud del abatimiento piezométrico (véase gráfica 4), se graficó la variación del esfuerzo total vertical para un punto en la clave del túnel (punto A), y del esfuerzo total horizontal para un punto en la zona de los hastiales (punto B). Dichos esfuerzos se compararon con los calculados con la teoría de los esfuerzos efectivos de Terzaghi en puntos con la misma profundidad, lejos de la influencia

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del túnel. De acuerdo con esta teoría, el incremento de los esfuerzos verticales es nulo (Δαy = 0) y el horizontal puede estimarse, como: Δαx = Δu (1 - K0) Donde: Δαx = incremento del esfuerzo total horizontal Δu = incremento de la presión de poro K0 = coeficiente de presión de tierras en reposo Puede observarse que, para el punto A, el esfuerzo total estimado con el MEF se incrementa conforme lo hace el abatimiento. Esto se debe a que el túnel se hunde con menor intensidad que el suelo que lo rodea (emersión aparente) y, por tanto, el suelo que se encuentra por encima de su clave trata de empujar el revestimiento hacia abajo, lo que genera un incremento en el esfuerzo vertical en esta zona. Para el esfuerzo horizontal (punto B), se aprecia una diferencia importante entre la teoría y el MEF respecto a un abatimiento nulo. Esto se debe a que en la etapa de excavación del túnel el revestimiento primario tiende a empujar lateralmente el suelo que se encuentra en la zona de los hastiales y, por tanto, se genera un incremento de los esfuerzos horizontales. A medida que se presenta el abatimiento, el MEF se acerca

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Criterios para el diseño del revestimiento definitivo de túneles en suelos blandos

Gráfica 4. Variación del esfuerzo total con la magnitud del abatimiento piezométrico 290

σy, punto A, Plaxis

Esfuerzo toral (kPa)

270 250 230

σy, punto A, teórico

210 190

σx, punto B, Plaxis

170 150

130 110

Túnel

90 70

σx, punto B, teórico

30 40 50 60 70 80 Abatimiento considerado (%)

100

cada vez más a la solución teórica. Es posible concluir que la solución teórica puede aplicarse de manera confiable para determinar el decremento de esfuerzos horizontales (desconfinamiento) que sufren los hastiales del túnel a medida que disminuyen las presiones intersticiales, no así en el caso del incremento de esfuerzos que se desarrolla en la cercanía de la clave del túnel. Las diferencias que se presentan entre ambas soluciones se deben a que el MEF toma en cuenta la interacción revestimiento-suelo que se desarrolla tanto en la etapa constructiva como en la de servicio. Conclusiones

Se presentó una descripción detallada de la metodología empleada para el análisis y diseño del revestimiento definitivo de un túnel que formará parte del sistema de drenaje de la Ciudad de México, en el tramo que cruza a través de los suelos arcillosos de la zona lacustre. Se demostró que la descarga atribuible a la remoción del peso de suelo excavado produce un movimiento general ascendente del túnel (efecto burbuja), y un cambio en el estado de esfuerzos y desplazamientos en el suelo circundante. Al disiparse el exceso de presión de poro, se produce un decremento de los esfuerzos efectivos en el suelo que se ubica por debajo de la cubeta del túnel. Dicho decremento de esfuerzos ocasiona que el suelo arcilloso en esta zona se transforme en un material preconsolidado y, por tanto, de menor compresibilidad que el suelo que lo rodea. Debido a lo anterior, al colocarse el revestimiento definitivo y dejar que se disipe el exceso de presión de poro generado por el abatimiento de las presiones intersticiales, el suelo por debajo del túnel se hunde con menor intensidad que el adyacente y, por tanto, el túnel sufre una emersión aparente respecto al medio que lo rodea. Se observó también que, durante el proceso de abatimiento de las presiones intersticiales, el revestimiento definitivo estará sujeto a una condición de carga muy desfavorable

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desde el punto de vista estructural, ya que la clave del túnel sufre un incremento de carga generado por la emersión aparente del túnel y, al mismo tiempo, los hastiales experimentan un desconfinamiento debido a la perdida de presión de agua. La descarga desarrollada en ellos puede estimarse de manera confiable y sencilla empleando la teoría de los esfuerzos efectivos de Terzaghi. Se comprobó que el MEF es una herramienta poderosa para el análisis y diseño de túneles en estas difíciles condiciones, ya que permite: considerar las diferentes leyes constitutivas de los materiales involucrados; simular el fenómeno de consolidación del medio, ya sea por la excavación y construcción del túnel como por el abatimiento de las presiones intersticiales, y considerar la interacción que se desarrolla entre los revestimientos y el medio

Referencias Alberro, J. (1983). Presiones de roca en túneles e interacción rocarevestimiento. México: Instituto de Ingeniería, UNAM. Alberro, J. y R. Hernández (1989). Efecto del flujo de agua en el contorno de túneles. México: Instituto de Ingeniería, UNAM. Auvinet, G. y J. F. Rodríguez-Rebolledo (2010). Análisis, diseño, construcción y comportamiento de obras subterráneas en suelos. Memorias de la XXV Reunión Nacional de Ingeniería Geotécnica, vol. 1. Acapulco: SMIG. Bobet, A. (2001). Analytical solutions for shallow tunnels in saturated ground. Journal of Engineering Mechanics, vol. 127, núm. 12. EU: ASCE. Curtis, D. J. (1976). Discussion on the circular tunnel in elastic ground. Géotechnique, vol.1. Equihua, L. N. (2000). Túneles en suelos blandos con hundimiento regional. Tesis para obtener el grado de maestro en Ingeniería. México: División de Estudios de Posgrado, UNAM. Farjeat, E. y S. Delgado (1988). Diseño de dovelas para túneles del metro alojadas en arcillas compresibles de la Ciudad de México. International Congress on Tunnels and Water. Madrid: Rotterdam, Brookfield. Flores, F. A. (2010). Análisis del comportamiento estático de túneles excavados en suelos blandos. Tesis para obtener el grado de maestro en Ingeniería. México: Programa de Maestría y Doctorado en Ingeniería, UNAM. Gutiérrez, L. E. y J. J. Schmitter (2010). Variación de la relación k0 en un subsuelo arcilloso, durante el paso de un escudo presurizado. Memorias de la XXV Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica. Acapulco: SMIG. 613-617. Kirsch (1898). Die Theorie der Elastizität und die Bedürfnisse der Festigkeitslehre. Zeitschrift des Vereines deutscher Ingenieure. Morgan, H. (1961). A contribution to the analysis of stress in a circular tunnel. Géotechnique, vol. 11. Plaxis (2008). Plaxis 2D V9 manual part 3: material and models manual. R. B. J Brinkgreve, W. Broere and D. Waterman ed. Países Bajos: Plaxis b.v. 2.7-2.12 Schweiger, H.F. (2005). Computational geotechnics for experienced Plaxis users, Post Academic Curse. PAO Civil Engineering, Universidad Tecnológica de Delft, Países bajos. Wood, M. (1975). The circular tunnel in elastic ground. Géotechnique, vol. 1 Zaldívar, S. F., J. F. Rodríguez Rebolledo y G. Auvinet (2012). Esfuerzos y desplazamientos alrededor de un túnel considerando el “efecto burbuja”. 2º Simposio Internacional sobre Túneles y Lumbreras en Suelos y Roca. Ciudad de México: SMIG.

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Nota técnica Guillermo Springall Cáram

Ingeniero civil con estudios de posgrado. Fue profesor en la Facultad de Ingeniería de la UNAM entre 1968 y 1988. Conferencista nacional e internacional de temas relacionados con la geotecnia. En 1965 fundó la empresa Geotec, dedicada a la consultoría en estudios geotécnicos. Es miembro de diversas asociaciones gremiales como el CICM, la ISSMGE y la ASCE. Presidió la SMMS en el periodo 1975-1976.

Fracturamiento de la arcilla del ex lago de Texcoco en el colado de pilas La experiencia tratada en este artículo permite hacer hincapié en que, para proyectos futuros localizados en sitios de suelos blandos en los que se pretende usar pilas, debe evaluarse el riesgo de fracturamiento y sus repercusiones en el comportamiento y costo de las cimentaciones.

1. Introducción

El uso de pilas de cimentación en zonas lacustres de la Ciudad de México, a diferencia de las zonas de transición y de lomas, tiene implicaciones técnicas notables que afectan su construcción, costo y comportamiento, en ocasiones no previstas. La arcilla lacustre blanda, de baja resistencia a la tensión, es susceptible a fracturarse ante la presión de la columna de concreto fluido al momento de colarse y, en consecuencia, a producir fugas hacia las grietas así generadas. Esto se deduce del abundamiento del concreto registrado por consumos en exceso en relación con los volúmenes previstos. Por otra parte, también se suscitan cambios en el comportamiento de la masa del subsuelo y las cimentaciones. Esta situación de abundamiento ocurrió en la cimentación de un grupo de edificaciones construidas en el ex lago de

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Gráfica 1. Volumen vs. altura de concreto fluido en la pila 43 del cuerpo A (D = 1.20 m) (66.49, 58.7)

5m m -0.3 -1.35 : S N N:

(128, 58.7)

0 Volumen nominal

50 Ademe metálico 40

Volumen medido

Lp = 59.65 m

El objetivo de este artículo es hacer énfasis en las implicaciones del uso de pilas profundas en la arcilla blanda del ex lago de Texcoco, en particular, la fuga de concreto fluido a través de fracturas generadas por las presiones de éste; se trata el abundamiento de concreto observado en un gran número de pilas de ~60 m de profundidad, con ademes metálicos en la mitad superior. Esta situación lleva a la ineludible necesidad de elaborar estudios y diseños apropiados, para evitar en proyectos futuros soluciones inconvenientes por el uso precipitado de pilas, no sólo en el ex lago de Texcoco, sino también en los de Xochimilco y Chalco, donde existen grandes espesores de arcilla blanda.

Altura de concreto colado (Hc) en m

Resumen

10 N: -60 m 0

80 120 160 Volumen de concreto (Vc) en m3

Lp = longitud de perforación

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200

Nota técnica

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Fracturamiento de la arcilla del ex lago de Texcoco en el colado de pilas

Texcoco, en las que se usaron 378 pilas desplantadas a 60 m de profundidad, además de ademes metálicos, uno por pila, a 30 m de profundidad. La información preliminar del subsuelo era suficiente para pronosticar el riesgo de fracturamiento, sin embargo, éste al parecer pasó desapercibido y, por la urgencia de terminar la obra, se precipitó el uso de pilas y se obvió el estudio definitivo. Esto es algo que no debió suceder y menos en un subsuelo difícil, como el que nos ocupa, lo cual se hace extensivo a los ex lagos de Xochimilco y Chalco, donde existen grandes espesores de arcilla muy blanda (Springall, 2003). En el apartado 2 de este artículo se citan los antecedentes relevantes de la exploración preliminar del subsuelo y del procedimiento constructivo de las pilas; la información básica ahí manejada se obtuvo de 11 documentos relativos al proyecto, tales como el estudio preliminar, las especificaciones y los registros de construcción. El inciso 3 resume la información sobre el número y diámetro de las pilas, así como del abundamiento del concreto colado, extractada de los datos reportados de tres cuerpos del proyecto. En el apartado 4 se demuestra el fracturamiento de la arcilla, con base en los resultados del estudio preliminar y el cálculo empírico. Finalmente, el inciso 5 incluye las conclusiones que se derivan de la revisión. 2. Antecedentes

En 2005, cuando el proyecto estaba en su fase conceptual, se realizó un estudio preliminar de mecánica de suelos. El objetivo era obtener un conocimiento general del subsuelo y entrever opciones de cimentación. El proyecto contemplaba cuerpos de dos a siete niveles, más áreas exteriores, en una superficie de ~75 ha. El estudio consistió en cuatro sondeos de cono eléctrico y penetración estándar, hasta una profundidad de 64 m, y un sondeo de piezocono,

con el que se determinaron presiones de poro u de 2.98 y 2.67 kg/cm2, a 37.2 y 54.4 m de profundidad, respectivamente. Sólo se recuperaron cinco muestras inalteradas de las que no se reportan propiedades. La formación o serie arcillosa superior se reportó a 37 m de profundidad; la resistencia en la punta del cono qc creció de 2.5 a 7 kg/cm2. La capa dura se detectó entre 37 y 39 m; qc llegaba a 100 kg/cm2. La formación o serie arcillosa inferior continuó hasta 54.5 m; qc fue, en promedio, de 18 kg/cm2. Siguieron los depósitos profundos muy compactos, explorados a 64 m de profundidad. Las recomendaciones preliminares indicaron pilotes de fricción a 30 m de profundidad para edificios de hasta dos niveles, y pilas a 57 m de profundidad para edificios de grandes claros y alta concentración de cargas, sujetas a un estudio definitivo una vez terminado el proyecto. Por el compromiso de terminar la obra en un plazo muy reducido, condicionado en el contrato, el estudio geotécnico final fue eludido; los responsables decidieron basarse en el estudio preliminar y especificaron en el concurso pilas a 60 m de profundidad y ademe metálico, uno por pila, a 30 m de profundidad. Se proyectaron pilas de 1.2 a 1.6 m de diámetro y ademes con un diámetro exterior 5 cm más grande que el de las pilas, es decir, de 1.25, 1.45, 1.55 y 1.65 m, respectivamente. Según una comunicación verbal, se indicó que el diámetro nominal de las perforaciones fue igual al diámetro exterior del ademe, y que éste descendió por peso propio, sostenido por una grúa. El concreto se coló en lodo bentonítico, con tubo Tremie. 3. Abundamiento

La tabla 1 resume el diámetro y el número total de pilas por cuerpo, así como el número de pilas en las que ocurrió abundamiento de concreto, sus valores mínimo y máximo,

Tabla 1. Diámetro y número de pilas por cuerpo; porcentaje y volumen abundado de concreto Abundamiento

Cuerpo

Diám. de pilas (m)

Núm. total de pilas

1.20 1.40 1.60

36 92 33

34 52 7

Sumas

161

1.20 1.40 1.60

57 51 20

52 38 5

Sumas

130

1.20 1.50

56 31

Sumas

C Totales

Núm. de pilas

Mín.-máx.* (%)

Promedio* (%)

13-92 6-59 4-30

39 18 19

1,080 1,068 192

2,022

8-121 3-66 15-57

50 24 30

1,450 884 128

2,624

51 15

18-184 6-92

45 25

1,210 432

1,649

378

254

6,295

* Relación expresada en porcentaje entre el volumen de concreto vaciado y el volumen nominal de la perforación.

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Volumen (m3)

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Núm. 225 Septiembre - Noviembre 2012 30

Fracturamiento de la arcilla del ex lago de Texcoco en el colado de pilas

Allende Núm. 162 C, Col. Del Carmen Coyoacán, México, DF Tel. y Fax. (01-55) 5677-4449, (55) 5658-3472

Nota técnica

Gráfica 2. Volumen vs. altura de concreto fluido en la pila 66 del cuerpo B (D = 1.20 m) NS: (65.3, 57.7)

-0.7 N: -2.3 7m 5m

(153, 57.7)

50 Volumen nominal

Ademe metálico

40 Volumen medido

Lp = 59.23 m

Altura de concreto colado (Hc) en m

su promedio y su volumen. Los valores se basan en los datos reportados por pila en los registros de control de la obra y no incluyen un desperdicio de 10%. Con datos de los registros de la obra se prepararon las gráficas 1 a 3, para las pilas A a C de tres edificaciones (cuerpos). Estas figuras muestran la relación entre el volumen de concreto vaciado en incrementos de 8 m3 (volumen de una olla) y la altura que alcanza respecto al fondo de la pila después de vaciar cada olla. La diferencia entre las líneas de volumen nominal y volumen medido representa el volumen abundado. Las gráficas muestran tres formas en que puede ocurrir el abundamiento. En la gráfica 1, el abundamiento en la pila 43 del cuerpo A crece paulatinamente, a medida que aumenta la altura de la columna de concreto hasta 52 m, donde ocurre una fuga de 2 ollas (≈16 m3). En la pila 66 del cuerpo B, el comportamiento es diferente (véase gráfica 2). En ella, el abundamiento aumenta gradualmente a partir de los 32 m de altura, hasta que sucede una fuga súbita de 7 ollas (≈56 m3), cuando la columna de concreto alcanza 48 m de altura. En cambio, en la pila 44 del cuerpo C (véase gráfica 3), el abundamiento inicia cuando la columna rebasa los 37 m de altura.

❘

10 N: -60 m 0

valverde@cimentec.com.mx conde@cimentec.com.mx carlosb@cimentec.com.mx

80 120 160 Volumen de concreto (Vc) en m3

200

❘

Fracturamiento de la arcilla del ex lago de Texcoco en el colado de pilas

Aunque las gráficas se basan en datos de mediciones aproximadas, en ellas resulta claro que el abundamiento se debe al fracturamiento de la arcilla.

Gráfica 3. Volumen vs. altura de concreto fluido en la pila 44 del cuerpo C (D = 1.40 m) (90.4, 58.7)

4. Presión de fracturamiento

po = (qc / 5) + u

(1)

Donde: po = presión que produce el fracturamiento, en kg/cm2 qc = resistencia en la punta del cono, en kg/cm2 u = presión de poro, en kg/cm2 Según la expresión anterior y tomando como valores los reportados en el estudio preliminar: a 30 m (profundidad del ademe), qc = 5.5 kg/cm2 y u = 2.50 kg/cm2, por lo que po = 3.6 kg/cm2; a 37 m, qc = 7 kg/cm2 y u = 2.98 kg/cm2, por lo cual, p o = 4.4 kg/cm 2; a 54 m, q c = 18 kg/cm 2 y u = 2.67 kg/cm2, de lo que resulta po = 6.3 kg/cm2. A estas profundidades, los valores de la presión del concreto fluido pc son de 3.9, 5.8 y 8.9 kg/cm2, respectivamente, después de restar en cada caso el valor de u y de considerar un peso volumétrico de 2.2 t/m3 y el extremo superior de la columna de concreto a 1.4 m de profundidad promedio respecto a la superficie del terreno. Lo anterior indica que la arcilla es susceptible de fracturarse ante la presión ejercida por la columna de concreto fluido. El riesgo también existe para profundidades menores a los 30 m, si no hubiera ademe o éste no sellara herméticamente contra las paredes de la perforación. A 15 m de profundidad, pc = po aproximadamente. Debemos agregar que el microfisuramiento natural de la arcilla lacustre facilita el fracturamiento hidráulico ya que, con ello, la resistencia a la tensión de la masa arcillosa disminuye. 5. Conclusiones

A falta de parámetros precisos, a partir de la información preliminar del subsuelo obtenida de los sondeos de cono eléctrico y aplicando la expresión 1 se evaluó el riesgo de fracturamiento de la arcilla, al que se atribuye el abundamiento de concreto por fugas hacia las fracturas. La presión ejercida por la columna de concreto fluido en el momento del colado excedió la que produce el fracturamiento en el mayor espesor de las formaciones arcillosas superior e inferior. Esta simple evaluación era suficiente para advertir el problema y considerar otra alternativa de cimentación confiable.

❘

Volumen nominal

50 Ademe metálico Altura de concreto colado (Hc) en m

La presión en la cual se produce el fracturamiento (po) es función de la presión efectiva y de la resistencia del suelo. A falta de propiedades de la arcilla determinadas en laboratorio, po puede estimarse aproximadamente con los datos del estudio preliminar mediante la siguiente expresión empírica (Santoyo, 2002):

(142, 58.7)

8m m -0.9 .30 NS: N: -1

40 Volumen medido 30 Lp = 59.03 m

Nota técnica

N: -60 m 0

80 120 160 Volumen de concreto (Vc) en m3

200

El estudio geotécnico definitivo, al parecer eludido por el apuro de terminar la obra a pesar de la importancia de la cimentación, era indispensable, como se advirtió en el estudio preliminar. Dicho estudio geotécnico era necesario para conocer con detalle suficiente la estratigrafía y las propiedades mecánicas del subsuelo, con el fin de analizar y decidir el tipo y las características de la cimentación apropiada para las edificaciones. El uso de ademes metálicos costosos a 30 m de profundidad, uno por pila, fue una decisión equivocada, debido a que no impidió el fracturamiento de la arcilla. Esta experiencia permite hacer hincapié en que, para proyectos futuros localizados en sitios de suelos blandos en los que se pretende usar pilas, debe evaluarse el riesgo de fracturamiento existente y sus repercusiones en el comportamiento y costo de las cimentaciones

Referencias Springall, G. (2003). Enduring subsoil changes with large bored piles in Mexico City. IV International Geotechnical Seminar on Deep Foundations on Bored and Auger Piles. Bélgica: Millpress, 11-23. Santoyo, E. y E. Ovando (2002). Inyecciones para fracturamiento hidráulico. Manual de construcción geotécnica, vol. II. México: SMMS, 587-646.

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RESEÑAS

TESIS

Un nuevo método de inclusiones de grava aplicado a un caso práctico: sistema Impact Pier Tesina de Héctor Valverde para para obtener el grado de maestro en Ingeniería con especialidad en Mecánica de Suelos

Facultad de Ingeniería, UNAM Asesor: Rigoberto Rivera Constantino

l sistema Impact Pier es un método de desplazamiento vibratorio con el cual se deposita la grava para cimentación en una tolva colocada arriba de una torre guía. Utiliza técnicas de instalación en seco, por lo que elimina el potencial de generar desperdicios, el manejo de agua y la saturación de los estratos arcillosos. Este sistema incrementa la densidad de la matriz de suelo mediante de un mandril vibratorio dirigido, especialmente diseñado y dotado de una cabeza apisonadora que se introduce con una alta fuerza vertical aplicada por un equipo pesado. Después de que el mandril es llevado a la elevación de diseño, se carga con agregado para colocarlo en el fondo del suelo desplazado. Luego es levantado para rellenar con grava el orificio generado por el desplazamiento, la cual se apisona para incrementar la densidad, desplazando y compactando en capas delgadas el agregado. La densificación se logra con golpes sucesivos, usando una fuerza vertical aplicada por el equipo y la energía de impacto de un martillo vibratorio de alta frecuencia.

En esta tesina se hace una descripción general de las inclusiones de grava compactada desde sus inicios: cómo surgió la idea, las pruebas que se realizaron, las bases teóricas de las que se partió y, finalmente, una descripción de lo que es el sistema Impact Pier, incluyendo su proceso constructivo y las bases de análisis para el diseño de este tipo de cimentaciones o de mejoramiento del suelo. Se analiza además un caso práctico en el sureste, donde se pretende utilizar el sistema para la cimentación de naves industriales en una zona con espesores de suelo blando de entre 40 m y 15 m, de tal manera que se puedan controlar los asentamientos a deformaciones menores a una pulgada mediante el uso de elementos de pilas de grava compactada. Se presenta asimismo el esquema general de la caracterización del subsuelo desde su origen geológico, y los análisis que se hicieron para evaluar diferentes alternativas de cimentación. Posteriormente se justifica el uso de dicho sistema

Propuesta para el diseño geotécnico de cavernas de casa de máquinas y galería de oscilación en proyectos hidroeléctricos Tesis de Valentín Castellanos Pedroza para obtener el grado de maestro en Ingeniería en Mecánica de Suelos Facultad de Ingeniería, UNAM Asesor: Rigoberto Rivera Constantino En este trabajo se describe el diseño geotécnico y el procedimiento constructivo adoptados para las cavernas de casa de máquinas y la galería de oscilación del proyecto hidroeléctrico La Yesca, construida sobre el río Santiago, en el estado de jalisco en un entorno geológico complejo que motivó a tomar algunas medidas de ajuste al proyecto original durante la construcción.

Se describen los estudios geológicos y geotécnicos previos; el procedimiento constructivo empleado; el comportamiento observado durante las etapas de excavación, y los tipos de soportes usados, así como el comportamiento de la excavación al final de la construcción, derivado de la instrumentación geotécnica instalada, con lo cual se pudo verificar la eficacia de los tratamientos de soporte instalados. Finalmente, se realiza una

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comparación entre el diseño inicial y el definitivo, y se analizan las principales causas de los cambios. Con base en esta experiencia, y otras de proyectos similares ya construidos, se elabora una propuesta metodológica para el diseño geotécnico de cavernas que servirá para futuros proyectos de este tipo, en la que se adoptan conceptos del método observacional, con el propósito de optimizar los diseños

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RESEÑAS

LIBROS Mechanics of Residual Soils

Geoffrey E. Blight y Eng Choon Leong (eds.), Johannesburgo, University of Witwatersrand, 2012

Los suelos residuales se encuentran en muchas partes del mundo y se usan ampliamente como materiales para la construcción de carreteras, terraplenes y presas, así como para apoyar cimentaciones de edificios, puentes y pavimentos en el soporte de cargas. Las características y las propiedades mecánicas de los suelos residuales pueden diferir significativamente de las correspondientes a suelos transportados más comunes. El hecho de que los suelos residuales se presentan a menudo en zonas con climas tropicales, subtropicales y, con mayor frecuencia, semiáridos, le añade otra dimensión a su comportamiento mecánico: la de no saturación. Aunque existen muchos libros que se refieren a la mecánica de suelos, éstos se basan predominantemente en las características y comportamiento de los suelos transportados saturados. En la primera edición del libro Mechanics of residual soils se trató por primera vez la mecánica de los suelos residuales específicamente. El libro fue preparado por un grupo de autores pertenecientes al Comité Técnico sobre Suelos Tropicales y Residuales de la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Cimentaciones. Se redactó como una guía profesional práctica para ingenieros geotecnistas que trabajan con suelos residuales. En la segunda edición se ha conservado la valiosa información contenida en la primera impresión. Los editores y autores actuales han ampliado y revisado exhaustivamente el contenido para

actualizarlo por completo, agregando nuevo material a las secciones relacionadas con la mecánica de suelos no saturados y con el alcance y número de casos prácticos ilustrativos. También se han agregado secciones relativas a concreciones lateríticas, suelos dispersivos y cársticos.

Túneles en México

México, AMITOS, 2012

El libro Túneles en México es una obra preparada y publicada por la Asociación Mexicana de Ingeniería de Túneles y Obras Subterráneas (AMITOS), la cual hace un repaso por la historia y el desarrollo de dicha especialidad dentro de la práctica ingenieril de nuestro país. En él el lector puede encontrar información tanto de tipo histórico y testimonial como técnico, enriquecida con fotografías, mapas e ilustraciones que le servirán de guía a lo largo de una narración interesante, clara y amena. El primer capítulo de este libro se ocupa de describir la concepción que los antiguos pueblos prehispánicos tenían de la caverna (primera imagen de un túnel) como un elemento de contacto entre el mundo real y el inframundo, además de elaborar una revisión general de las obras subterráneas que se llevaron a cabo durante la Colonia y el siglo XIX en México. Más adelante, el texto aborda el propósito que tiene el túnel como elemento eficiente para satisfacer diversas necesidades humanas, haciendo un recorrido histórico y técnico por diversos ejemplos de obras subterráneas con fines ferroviarios, hidráulicos, de transporte urbano y carretero, así como aquellas que son utilizadas para la generación de energía, identificando en cada caso algunas obras emblemáticas que —por su relevancia para la disciplina— merece la pena destacar. En el capítulo final se plantean algunas consideraciones referentes al futuro de la construcción de túneles en nuestro país y, a modo de anexo, se incluye una serie de tablas con datos de interés sobre

Advances in Rock Dynamics and Applications

Yingxin Zhou (ed.), Lausanne, Suiza, CRC Press, 2011

El estudio de la dinámica de rocas es importante porque muchos problemas de mecánica e ingeniería de rocas se relacionan con cargas dinámicas que pueden variar y generar desde sismos hasta vibraciones y explosiones. El libro Advances in rock dynamics and applications se refiere a la distribución y propagación de cargas, respuestas dinámicas, procesos de rocas y propiedades gobernadas por la rapidez de aplicación de la carga. Dentro de sus 18 capítulos, escritos por autores individuales tanto del sector académico como del campo de la ingeniería, este libro proporciona un resumen del conocimiento actual de la dinámica de rocas. Los temas contenidos en la publicación Advances in rock dynamics and applications son de cobertura y representatividad amplias y abarcan teorías fundamentales de dinámica de fracturación y propagación de ondas; propiedades de dinámica de rocas y métodos de prueba; modelado numérico de fallas de dinámica de rocas; aplicaciones tecnológicas en sismos; cargas por explosiones, y respuesta de túneles.

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LIBROS

los principales túneles construidos en el territorio nacional. Por último, el libro viene acompañado por un disco compacto que explica de manera accesible las principales técnicas usadas en su diseño y construcción, además de proponer los requisitos que deberían cumplirse para licitar un proyecto de obra subterráneo. PARTiculate discrete element Modelling: A Geomechanics Perspective

Catherine O’Sullivan, Londres, CRC Press, 2011

El análisis de elementos discretos particulados se ha vuelto cada vez más

popular en las investigaciones relacionadas con la geomecánica, así como en geología, ingeniería química, ingeniería de partículas e ingeniería petrolera.Al aumentar la capacidad de cómputo, los ingenieros en ejercicio también se están interesando más en aplicar esta tecnología al análisis de aplicaciones industriales. Éste es el primer trabajo individual acerca del modelado por elementos discretos (DEM) que proporciona información para iniciarse en este poderoso enfoque de modelado numérico. Escrito por un autor independiente con experiencia tanto en el desarrollo de códigos DEM como en el empleo de códigos comerciales, el texto presenta los detalles básicos del método numérico, así como los enfoques usados para interpretar los resultados de las simulaciones DEM. El libro contiene un resumen del método numérico y en él se comentan as-

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RESEÑAS

pectos relacionados con la integración del tiempo y la estabilidad numérica, los tipos de partículas, la modelación de contacto y las condiciones de frontera. Se sintetizan enfoques para interpretar datos del método DEM con el fin de que los usuarios puedan maximizar su comprensión acerca de la respuesta de los materiales al aplicarlo. La finalidad de esta publicación es proporcionar a los usuarios actuales y futuros del método un libro de referencia concisa que incluya consejos para optimizar su aplicación. El libro resulta adecuado tanto para analistas que usan por primera vez dicho método como para usuarios con más experiencia. Será de utilidad para profesionales, investigadores y estudiantes de posgrado, así como una guía práctica para correr las simulaciones DEM y para interpretar los datos resultantes de ellas.

CALENDARIO

2012

10-12

2nd International Conference Septiembre on Transportation Geotechnics Hokkaido, Japón www.congress.coop.hokudai.ac.jp/ tc202conference/index.html

12-14

7th International Conference Septiembre in Offshore Site Investigation and Geotechnics: Integrated Geotechnologies, Present and Future Londres, Inglaterra www.suthouston.com

IV Simposio Panamericano Octubre- de Deslizamientos

Noviembre

2013 20-22

First Pan-American Conference Febrero on Unsaturated Soils (Pan-Am UNSAT 2013)

Bogotá, Colombia www.panamunsat2013.uniandes.edu.co

1-4

12-14

XXI Congreso Argentino Septiembre de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica (CAMSIG XXI) Rosario, Argentina www.camsig2012.com.ar

Boyacá, Colombia www.scg.org.co

Geosynthetic 2013

Long Beach, California

Abril www.geoynthetics.com

1-4

VII International Conference in Case Histories in Geotechnical Engineering

Mayo Chicago, Illinois

www.7icchge.mst.edu

18-21

4th International Conference Septiembre on Geotechnical and Geophysical Site Characterization Pernambuco, Brasil www.isc-4.com/index.php

World Conference 24-28 15th on Earthquake Engineering Septiembre Lisboa, Portugal www.15wcee.org

15-17

5th International Symposium on Mayo Geotechnical Engineering, Disaster Prevention and Reduction, and Environmentally Sustainable Development Incheon, Corea del Sur E-mail: ecshin@incheon.ac.kr

20-23

Seventh National Seismic Mayo Conference on Bridges and Highways (7NSC) Oakland, California www.7nsc.info

20-26

International Conference on Octubre Ground Improvement and Ground Control: Transport Infrastructure Development and Natural Hazards Mitigation Hangzhou, China www.isgt2012.zju.edu.cn

1-5

18th International Conference Mayo for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering París, Francia www.issmge2013.org

2014

30-

International Conference on Ground Improvement and Ground Octubre- Control: Transport Infrastructure 2 Development and Natural Hazards Noviembre Mitigation Nueva Gales del Sur, Australia www.icgiwollongong.com

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18-20

8th European Conference Junio on Numerical Methods in Geotechnical Engineering Delft, Países Bajos www.numge2014.org

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TECNOLOGíA E INNOVACIÓN

Mejoramiento de suelos con pilas de grava compactada Entre las ventajas de usar pilas de grava compactada en cimentaciones se encuentran el control de asentamientos, el incremento en la estabilidad de taludes para muros de contención, su alta resistencia a cargas laterales para zapatas y losas de cimentación, y su resistencia a la tensión mediante el uso de barras de acero. 1. Idea inicial y concepto básico

En 1984, Nathaniel Fox comenzó a desarrollar un método de refuerzo vertical de suelo por medio de pilas de agregado compactado. El objetivo inicial en el desarrollo de este tipo de cimentaciones era proveer un proceso más práctico y eficiente para reemplazar suelos blandos y compresibles con materiales más fuertes y rígidos, agregado graduado o materiales granulares, y usando relativamente poco equipo de construcción; producir una masa de suelo compuesta de mayor rigidez; proporcionar un método práctico para controlar los asentamientos de las cimentaciones poco profundas soportadas por elementos cortos de grava compactada, y reducir el volumen de materiales de remplazo requeridos. El concepto básico (véase figura 1) consiste en hacer una perforación en la cual después se coloca agregado de alta resistencia y se compacta con alta energía, para formar lo que se conoce como bulbo inferior. Después se construye el fuste, que es un elemento muy rígido, utilizando agregado bien graduado y compactándolo en capas. La matriz de suelo adyacente es mejorada no por densificación, sino por el presfuerzo lateral en dicha matriz. La acumulación de estos esfuerzos laterales en los suelos circundantes desarrolla un suelo sobreconsolidado alrededor de cada pila de grava compactada, lo que resulta en una masa de suelo rígida. Este presfuerzo lateral es maximizado

a) Perforación

b) Colocar el agregado en el fondo

mediante el uso de un pisón compactador biselado a 45º y un apisonamiento por impacto vertical en lugar de energía vibratoria. 2. Precedentes del sistema de refuerzo de suelo con pilas de grava compactada

La tecnología de pilas de agregado compactado ha sido utilizada exitosamente por más de 10 años para el control de asentamientos de edificios, con rangos desde un solo piso hasta estructuras comerciales e industriales de 16, y para columnas con descargas hasta de 1,000 t cada una. Además del control de asentamientos, las pilas de grava compactada se han utilizado para incrementar la estabilidad de taludes para muros de contención en las carreteras y para dar una alta resistencia a cargas laterales para zapatas y losas de cimentación en sitios comerciales. Además, provee resistencia a la tensión mediante el uso de barras de acero para edificios y estructuras de muros. 3. Teoría general

Los elementos de pilas de grava compactada son tanto cimentaciones especializadas como un sistema de refuerzo de suelo vertical. Las propiedades únicas de estos elementos se deben al método de construcción especializado, el cual se guía por la siguiente la secuencia:

c) Hacer el bulbo inferior (densifica y presfuerza la matriz de suelo bajo el bulbo inferior)

Figura 1. Proceso de construcción típico de una pila de grava.

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d) Se forma el fuste con capas onduladas de 30.48 cm (o menos) de espesor. Se logran presiones laterales en la matriz de suelo durante la construcción. Se utiliza agregado bien graduado

TECNOLOGíA E INNOVACIÓN a. Se hace una perforación en la matriz de suelo. b. Se lleva a cabo la predeformación y presforzado de la matriz de suelo en el fondo de la perforación mientras se compacta el bulbo inferior con grava seleccionada. c. Se crea un fuste denso y ondulado en la parte superior del bulbo, compactando capas angostas de grava bien graduada mediante el uso de energía por impacto que logra un apisonamiento vertical y lateral; la energía vibratoria no es tan efectiva como la densificación por impacto. d. Se producen una predeformación y un presfuerzo lateral alto dentro de la matriz de suelo, alrededor de la pila de grava compactada durante la instalación. La acción de apisonamiento mediante una amplitud relativamente baja, alta frecuencia y una fuente de energía de alto impacto no sólo sirve para densificar la grava, sino también, simultáneamente, presfuerza y predeforma la matriz de suelo lateralmente. El desarrollo del presfuerzo lateral en la matriz es maximizado por la configuración geométrica del pisón, con sus lados biselados a 45º; las fuerzas de impacto vertical empujan la grava lateralmente contra las paredes de suelo confinado. El suelo reacciona de manera similar empujando de regreso, lo que crea un incremento de esfuerzo lateral en la matriz del suelo (véase figura 2).

Carga de columna

Esfuerzos en matriz de suelo

Esfuerzos sobre el elemento de grava compactada (varía de 7 a 32 veces el esfuerzo de la matriz de suelo) Desarrollo de las presiones laterales hasta alcanzar condición kp

Figura 2. Pila de grava compactada bajo una carga.

Las pilas de grava compactada son muy rígidas, como resultado del tipo e intensidad de la energía utilizada en la densificación, el uso de grava bien graduada y el efecto resultante del confinamiento en las paredes de la perforación, mejorado por la predeformación y presfuerzo, y no tanto por la densificación sino mediante el desarrollo de presiones del suelo laterales y verticales. El predeformado y presforzado efectivo de la matriz de suelo ocurre como resultado de este proceso de apisonamiento de alta frecuencia, alta energía y baja amplitud de impacto. La energía del martillo hidráulico de instalación varía de 35,000 kg-m a 236,000 kg-m por minuto, mientras que el impacto o frecuencia de apisonado generalmente varía entre 300 y 600 ciclos por minuto.

TECNOLOGíA E INNOVACIÓN El resultado es una matriz de suelo mejorada que tiene una presión de preconsolidación significativamente más alta que una matriz de suelo no mejorada. Esta presión de preconsolidación o esfuerzo lateral alto dentro de la matriz de suelo lo hace capaz de proporcionar apoyo lateral a la pila de grava cuando es sometida a carga. La rigidez típica en las pilas de grava compactada ha sido de 8 a 32 veces más alta que la rigidez de la matriz de suelo circundante. Un punto de comienzo para estimar el comportamiento de la pila de grava es asumir una relación de rigidez de 10 veces la de la matriz de suelo. Las pilas de grava, siendo granulares y muy rígidas, pueden ser modeladas como un resorte tenso. Su comportamiento en compresión no es elástico, sin embargo, su deflexión o compresión bajo carga ocurre rápidamente, excepto por posibles movimientos debidos a la consolidación de la zona inferior. La deflexión de las pilas de grava es causada primordialmente por tres mecanismos: 1) compresión de grava dentro de la misma pila; 2) desplazamiento vertical hacia abajo cuando la matriz de suelo supera el límite de resistencia al corte a lo largo del fuste de la pila, y 3) compresión y consolidación de los suelos subyacentes dentro de la “zona inferior” bajo la pila de grava compactada. Este tercer mecanismo no es tomado en cuenta en los resultados de

Anclajes y Concreto Lanzado Instrumentación y Monitoreo en Excavaciones Perforación para Voladura Cono Sísmico, Cono Punta y Fricción, Piezocono Pozos y Sistemas de Bombeo Pilas, Hincado, Pilotes, Micropilotes Inyecciones para Presas tecsoilgc@prodigy.net.mx • Tel. 55 28 16 37

la prueba de carga. Ignorar este mecanismo de falla de la zona inferior es uno de los elementos conservadores que se incorporan a los análisis de asentamiento de las pilas de grava compactada. Las columnas de este tipo, por tanto, actúan esencialmente como esfuerzos de depresión o magnetos de esfuerzo, atrayendo esfuerzo y causando una reducción de éste sobre la matriz de suelo. La relación más grande del esfuerzo (la mayor rigidez de las columnas de grava) está en comparación con la de la matriz de suelo; el mayor esfuerzo será sobre las columnas y el más bajo estará sobre la matriz de suelo. Un aspecto único del sistema de pilas de grava compactada es que, por medio del esfuerzo lateral en la interfase de la pila de grava y la matriz de suelo adyacente, se inducen esfuerzos laterales significativos previos a la aplicación de cargas estructurales. Estas altas presiones laterales en la matriz de suelo “confinan” las pilas de grava, por lo que incrementan la resistencia al esfuerzo cortante a lo largo de la interfase de la pila con la matriz de suelo. Al mismo tiempo, la matriz de suelo más compresible es presforzada por la aplicación de esfuerzos durante la instalación; el resultado final es una matriz de suelo más rígida Elaborado por Héctor Valverde.

Conferencias plenarias de la XXVI RNMSeIG Nabor Carrillo

s sin duda Nabor Carrillo uno de los pilares de la ingeniería geotécnica en México. Su habilidad para identificar la esencia de los problemas y su análisis matemático lo llevaron a demostrar las causas del hundimiento de la Ciudad de México. Realizó también importantes contribuciones al comportamiento de suelos anisótropos y a la conceptualización del proyecto Texcoco. Amigo de Arthur Casagrande y Karl Terzaghi, Nabor Carrillo logró posicionar a

Leonardo Zeevaert

na de las aportaciones más importantes del doctor Leonardo Zeevaert es la búsqueda de soluciones y métodos de cálculo para diferentes problemas de cimentaciones, tanto para solicitaciones estáticas como sísmicas; al respecto se pueden mencionar los sistemas de cimentación empleados exitosamente en la Ciudad de México. Otra importante aportación es el concepto de “viscosidad intergranular” para explicar

Raúl J. Marsal

a publicación del libro El subsuelo de la Ciudad de México marca el fin de la primera gran contribución de Marsal a la ciencia y la ingeniería; con ella se clarificaron fuera de toda duda las causas y la evolución del hundimiento del Valle de México. La segunda gran tarea que emprendió como investigador fue dilucidar aspectos hasta entonces no estudiados del diseño y la

México como referente en el desarrollo de la mecánica de suelos teórica y aplicada. En 1972, por iniciativa de Raúl J. Marsal, la entonces Sociedad Mexicana de Mecánica de Suelos rindió homenaje al doctor Carrillo institucionalizando la conferencia plenaria que actualmente lleva su nombre. Veinte han sido los conferencistas Nabor Carrillo a quienes, en noviembre próximo, se les sumará Ricardo Dobry, profesor de Ingeniería en el Instituto Politécnico de Rensselaer, Nueva York. El profesor Dobry obtuvo su doctorado en Ciencias por el Instituto Tecnológico

de Massachusetts. Su área de desarrollo incluye la dinámica de suelos, la ingeniería sísmica y la dinámica en ensayes con centrífuga. Ha participado en la creación de la normatividad sísmica sobre amplificación local en Estados Unidos y forma parte de la Red de Simulación de Ingeniería Sísmica y de la Fundación Nacional de Ciencias de ese mismo país. En 1985 obtuvo la medalla J. James Croes de la American Society of Civil Engineers. Impartió la 3ª Conferencia Ishihara en 2011, y es miembro de la Academia Nacional de Ingeniería de Estados Unidos.

y calcular el fenómeno de consolidación secundaria en materiales tan compresibles como los sedimentos lacustres. Junto con un grupo de destacados especialistas, el doctor Zeevaert fundó en 1954 la hoy conocida como Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, la cual le rinde homenaje en esta ocasión institucionalizando la conferencia que lleva su nombre y que, en su primera edición, será impartida por el profesor David Potts. El profesor Potts obtuvo el grado de doctor en Filosofía por la Universidad de Cam-

bridge y de doctor en Ciencias por la Universidad de Londres. Es miembro de la Asociación de Ingenieros Civiles y de la Real Academia de Ingenieros del Reino Unido. Fue el encargado de presentar la 42ª Conferencia Rankine en 2002. Es autor y coautor de más de 280 publicaciones técnicas, y ha recibido numerosos premios por su investigación, la cual implica el desarrollo y la aplicación de métodos informáticos de análisis y, más específicamente, la aplicación del análisis numérico al diseño de estructuras geotécnicas reales.

construcción de grandes presas térreas, tarea que, antes de su investigación, era un arte esencialmente intuitivo. Las contribuciones de Marsal penetraron en la práctica de la ingeniería con gran velocidad gracias al sólido soporte científico y técnico que las caracterizaba, pero también a la contextura moral de su autor. La Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica le rinde hoy homenaje al restituir la Conferencia Raúl J. Marsal, anteriormente organizada por la Sociedad Mexicana de Mecánica de Rocas.

La conferencia será dictada por Manuel Romana Ruiz, quien realizó estudios de maestría y doctorado en la Universidad Politécnica de Madrid, donde actualmente es catedrático. Ha impartido cursos de posgrado en Chile, España, y Portugal, y ha dictado conferencias y cursos breves en Chile, Ecuador, España, Francia, Inglaterra y México. Es miembro y directivo de numerosas sociedades técnicas españolas e internacionales y ha recibido varias distinciones por su labor profesional

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Raúl Aguilar

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XXVI RNMSeIG Cultura y esparcimiento en la XXVI RNMSeIG

Chichen Itzá

Ciudad cuyo nombre de raíz maya significa “en la orilla del pozo de los itzaes”, Chichen Itzá es una zona arqueológica del estado de Yucatán que, se estima, fue construida alrededor de los años 435 y 455 de nuestra era. Hacia el año 1000 d.C., la ciudad inició una etapa de poderío político que culminó con el primer Estado centralizado

de la historia maya al norte de Yucatán. Para el estudio del lugar, a partir de esa fecha contamos con la tradición oral recogida en crónicas indígenas y con la arqueología; fuentes ambas que a veces se complementan, pero que en repetidas ocasiones se contradicen y producen una gran confusión sobre la evolución histórica del sitio. La visita a Chichen Itzá contempla un paseo breve, durante el cual un guía llevará a los asistentes cientos de años atrás para visitar el mundo del gran imperio maya y descubrir la historia de esta increíble civilización.

uno de los tesoros naturales más grandes de nuestro país, y resulta un verdadero paraíso terrenal lleno de encantos. Además de sus playas y la impresionante arquitectura que la naturaleza ha labrado en sus acantilados, Isla Mujeres cuenta con vestigios arqueológicos y parques marinos que albergan increíbles arrecifes naturales; es un mundo de ensueño donde todo viajero encuentra su segunda morada. El programa incluye navegar por la bahía de Mujeres disfrutando de una bebida, música tropical y la espectacular vista del mar Caribe, y el arribo al club de playa El Pescador de la isla, con las mejores y más completas instalaciones privadas del lugar

Isla Mujeres

Territorio privilegiado que conjuga la belleza del Caribe, la espesura de la selva tropical y el legado maravilloso de la civilización maya, Isla Mujeres destaca como

Elaborado por Helios con información de islamujeres.com.mx, chichen.com.mx y 26rnmsig. org.mx.

a la

l programa de acompañantes de la ya próxima XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica (RNMSeIG) contempla la visita a dos sitios emblemáticos del sureste mexicano; importante zona arqueológica maya el uno, famoso por sus playas y su riqueza natural el otro, ambos destinos turísticos añaden un toque cultural y de relajación a la reunión.

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Curso sobre diseño y construcción de cimentaciones en Ecuador

a Universidad Católica de Santigo de Guayaquil (UCSG), en Ecuador, mediante su División de Educación Continua y Posgrado de la Facultad de Ingeniería, impartió el curso “Diseño y construcción de cimentaciones profundas”, al cual fueron invitados Germán López Rincón y Héctor M. Valverde Landeros para dictar los temas de diseño (el primero) y construcción (el segundo), en dos módulos de 20 horas que se lle-

varon a cabo los primeros días de junio y en la primera semana de julio de 2012, respectivamente. El grupo de 30 asistentes se conformó por profesionales del área de diseño y construcción de cimentaciones, profesores y estudiantes de licenciatura y posgrado de la UCSG, así como docentes de otras universidades del país sudamericano. Agradecemos el trato especial recibido por parte de los maestros Manuel Sierra y

Mercedes de Sierra, quienes fueron responsables de la organización del curso

Coloquio de jóvenes geotecnistas y tesistas de posgrado

on el objetivo de crear un espacio para jóvenes y recién graduados en el cual puedan intercambiar ideas y conocimientos, así como difundir los resultados de sus investigaciones y las aplicaciones que éstas tienen en la geotecnia, la Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica organizó el pasado 17 de agosto el Segundo Coloquio de Jóvenes Geo-

tecnistas y Tesistas de Maestría y Doctorado, dirigido a estudiantes, profesores y profesionistas interesados en conocer los trabajos más sobresalientes realizados por los jóvenes dedicados a esta disciplina, y aquellos que han sido producto de tesis de especialidad, maestría y doctorado. El coloquio se llevó a cabo en la terraza de la Torre de Ingeniería del Instituto

de Ingeniería de la UNAM, y contó con la asistencia de más de 50 personas; en él participaron con sus artículos técnicos y sus presentaciones orales 28 jóvenes que concluyeron sus estudios de posgrado o especialidad en los últimos tres años

Bienvenidos nuevos socios • Ramona Alanís González • Gustavo Arvizu Lara

• Alfredo Cirión Arana • Luisa Nicté Equihua Anguiano

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• Hugo Isaí Hernández Cabrera

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Peritos profesionales en geotecnia

a necesidad cada vez mayor en nuestro país de contar con peritos profesionales de alto nivel técnico en la ingeniería civil, y en particular en el área de geotecnia, ha propiciado que el Colegio de Ingenieros Civiles de México (CICM), a partir de julio de 1997, haya instrumentado la formación del Sistema de Certificación de Peritos Profesionales por Especialidad, apoyado en el artículo 50 de la Ley de Profesiones de la SEP, que faculta al colegio para formar listas de estos especialistas, las cuales serán las únicas con validez oficial. Con este fin, y a solicitud de las asociaciones técnicas que forman parte de su Consejo Técnico, el colegio creó los comités dictaminadores por especialidad. Actualmente, el Comité Técnico de los Peritos en Geotecnia está presidido por Héctor Valverde Landeros, y Luis Bernardo Rodríguez G. funge en él como secretario. Los requisitos para ser perito profesional en geotecnia son, entre otros, ser miembro del CICM, tener diez años o más de experiencia profesional comprobada y presentar un examen, oral o escrito, que será calificado por los miembros del Consejo Técnico. También puede obtenerse el ingreso por méritos personales. Para las actividades técnicas de nuestro país, y como una demanda de la sociedad civil, es muy importante que en el futuro cercano se busque incrementar el número de los peritos en geotecnia, por lo que por este medio se invita a los ingenieros interesados a certificarse como tales. Aunque actualmente no es obligatorio tener esta acreditación, próxi-

mamente la competitividad y las mejores prácticas de la ingeniería civil de nuestro país sin duda requerirán estos servicios que la sociedad demandará cada vez más. La lista actual de ingenieros peritos en geotecnia incluye 23, entre los más de 500 peritos reconocidos por el colegio en otras especialidades. Los nombres de estos peritos (por orden de antigüedad) se enlistan a continuación: • Luis Vieitez Utesa • Héctor Valverde Landeros • Enrique Santoyo Villa • Luis Bernardo Rodríguez González • Esteban Ambriz Reyes • Adrián Lombardo Aburto • Jorge Armando Rábago Martín • Walter Iván Paniagua Zavala • José Francisco González Valencia • Juan Jacobo Schmitter Martín del Campo • Germán López Rincón • Rafael Morales y Monroy • Jorge Efraín Castilla Camacho • Germán Figueroa Vega • Humberto Leonel de Cervantes Padilla • Iván Lugo Olmos • Enrique Tamez González • Guillermo Botas Espinosa • Andrés Moreno Fernández • Guillermo Springall Cáram • Gustavo Rocha Argüelles • Alberto Ramírez Piedrabuena • Arturo López Fuerte • Raúl Cuéllar Borja • Raúl Vicente Orozco Santoyo • Manuel Zárate Aquino • Aarón Andrés Sámano Álvarez • Gabriel Dimas Jaime • Francisco José Blanco Blanco

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La Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C., lamenta profundamente el fallecimiento de su socio

Santiago Corro Caballero y se une a la pena que embarga a sus familiares y amigos. Descanse en paz Mayo 2012

La Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C., lamenta profundamente el fallecimiento de su socio

Santiago Antonio Barragán Avarte y se une a la pena que embarga a sus familiares y amigos. Descanse en paz Agosto 2012

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El futuro de la Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica en América del Norte: sociedad de estudiantes y jóvenes miembros Jennifer E. Nicks,

Ph.D., Administración

Federal de Carreteras, McLean, VA, EU

Silvia García, Investigadora,

Instituto de Ingeniería UNAM

a Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica (International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering ISSMGE), creada en 1936, celebró su 75º aniversario en el 2011, con más de 18 mil miembros y una clara tendencia al crecimiento y al avance. A pesar de que los desafíos que enfrentan los ingenieros geotecnistas son muy similares en todo el mundo, el papel de la ISSMGE es único en cada una de las seis regiones donde tiene injerencia (África, Asia, Australia, Europa, América del Norte y América del Sur), porque cada región se encuentra en una etapa diferente de desarrollo. En América del Norte (AN), la ingeniería geotécnica es una práctica relativamente madura, lo que hasta cierto punto es una desventaja para la región, ya que las políticas y los procedimientos están firmemente afianzados y enfocados en el fomento casi exclusivo de los avances en el estado de la práctica. Para alcanzar niveles altos en el desarrollo de esta profesión, resulta imperioso trabajar también en el crecimiento del estado del arte. Si bien las especificaciones y metodologías estándar garantizan consistencia y seguridad en las obras civiles, así como procesos adaptados de acuerdo con las mejoras en la experiencia, la tecnología y la teoría generarían re-

orientaciones de estas guías, y un avance equilibrado en la ingeniería geotécnica. La ISSMGE no puede hacerse cargo de esto de manera particular dentro de AN, pero puede orientar a sus socios en la industria y la academia para que juntos logren este objetivo. La responsabilidad de la ISSMGE de guiar la práctica de la ingeniería geotécnica y la investigación, y fomentar las relaciones internacionales e interdisciplinarias en AN, se construye sobre las nuevas generaciones y su evidente potencial de desarrollo. Es política de la actual presidencia que las sociedades de AN (Sociedad Geotécnica Canadiense, SGC; Geo-Instituto, G-I, y la Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, SMIG), junto con la academia e industria, mantengan la visibilidad, la comunicación y la actividad que atraiga a los miembros jóvenes y estudiantes hacia el estudio y mejora de los métodos y técnicas, teorías y conocimientos, de manera que se mantenga el alto nivel de ejecución que demandan estas sociedades y se cumpla el reto de modernizar una de las ingenierías de este continente con más reconocimiento en el mundo. Los miembros de estas sociedades deben difundir activamente la imagen de la ingeniería geotécnica, la cual requiere ser renovada. Las tecnologías de la información deberían entrar en esta etapa como uno de los mejores instrumentos para conseguirlo. Una gran oportunidad de mejorar la imagen de nuestra profesión es el despliegue de innovadoras y rentables soluciones a los problemas inge-

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nieriles que enfrenta AN, y la difusión de dichos logros entre sus comunidades. Sin duda se requiere un compromiso entre las entidades académicas e industriales, así como entre los practicantes, para que esto se lleve a cabo exitosamente. Es un hecho entonces que el futuro la ISSMGE y las sociedades de AN dependerá en gran parte de la próxima generación de ingenieros geotecnistas, quienes, con su fresca perspectiva sobre los problemas que enfrenta la ingeniería geotécnica y sus habilidades para manejar herramientas computacionales y de comunicación, desarrollarán nuevas formas de socializar, actuar y aprender. Su actividad, por tanto, debe ser cultivada y promovida. La afiliación a la ISSMGE, la presencia en congresos y conferencias, y la apertura en revistas de alto nivel científico son algunos de los aspectos que podrían ser reformulados de modo que se logre una verdadera inclusión de los jóvenes ingenieros en la práctica de su profesión. A la larga, esta inversión cosechará grandes recompensas, no sólo en el ámbito nacional, sino globalmente. Actualmente la ISSMGE está llegando a los jóvenes y estudiantes por medio del recién creado Grupo Presidencial de Miembros Jóvenes y Estudiantes (Student and Young Member Presidential Group, SYMPG) cuya misión es promover a la ISSMGE dentro de las siguientes generaciones, que serán directamente responsables del mantenimiento y solución de las necesidades de la ingeniería geotécnica en el futuro

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Testimonios

Cimentaciones flotantes

parentemente, el sistema de cimentaciones flotantes ya era conocido por los egipcios; en todo caso, se tienen noticias de que ya había sido empleado en México durante el porfiriato, en particular para la cimentación de la iglesia San Felipe de Jesús por el arquitecto Emilio Dondé. A continuación presentamos dos extractos que dan ejemplos del uso de este tipo de cimentación.

Con muy pocas excepciones, cada edificio en la ciudad de México y el suelo alrededor de él descienden de unos cuantos centímetros hasta unos cuantos metros en el curso de los años. Para la cimentación del edificio de la Lotería Nacional, en junio de 1934, se decidió utilizar lo que se puede llamar –hasta cierto punto– una cimentación “flotante”, porque los sistemas usuales anteriores habían fallado en la ciudad de México. De acuerdo con el significado del término “flotante”, la idea ha sido remover una cantidad de tierra equivalente al peso total del inmueble. De hecho, se excavó más suelo que el estrictamente necesario para compensar el peso total del edificio: la diferencia se tomará con un balasto que se usará para hace ajustes finales, debidos a situaciones no previstas durante el diseño. La máxima expansión (debida a la excavación) medida hasta hoy es de 127 cm. Debido al peligro que significaban tales grandes movimientos fue necesario proceder lentamente, hasta que se tomaron medidas de emergencia durante finales de 1934 hasta marzo de 1935. Para enderezar el cajón de cimentación se lastró con grava con el propósito de duplicar tanto el peso total del edificio como la presión vertical previamente existente del suelo removido, con lo que se espera que la cimentación lastrada con balasto se estabilice y se pueda proceder a la erección de la superestructura. El lastre se removerá conforme vaya avanzando la construcción, manteniendo el peso total de inmueble y los esfuerzos normales en el subsuelo, durante la erección de la estructura y posteriormente en forma permanente.

La mecánica de suelos únicamente puede dar una solución a los problemas en arcillas sensitivas (quick clays) tomando en cuenta la inestabilidad de la estructura de la arcilla. El conocimiento de este fenómeno condujo a la aplicación de las cimentaciones “flotantes” o “compensadas”, diseñadas de tal forma que el peso del suelo excavado es igual al peso del edificio. En 1954, con la cooperación de ingenieros consultores, el Instituto Noruego de Geotecnia introdujo el principio de las cimentaciones compensadas para edificios ubicados en la parte central de Drammen, y desde entonces este principio ha tenido una aplicación muy amplia. Para compensar de manera satisfactoria un inmueble de 4 a 5 pisos y al mismo tiempo mantener un factor de seguridad razonable contra una falla por cortante del suelo bajo el fondo de la excavación, fue necesario realizar la excavación y colar la losa de fondo en pequeños tableros. Los edificios con cimentación compensada han mostrado asentamientos a largo plazo menores que 5 cm. Cuando se toma en cuenta las extremadamente pobres condiciones del suelo en la parte central de Drammen y los pequeños asentamientos sufridos por los inmuebles, es fácil entender el porqué el método de las cimentaciones compensadas ha sido extensamente adoptado

José A Cuevas (1936)

Laurits Bjerrum (1967)

Elaborado por Agustín Deméneghi Colina

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Cultura

Arno Avilés y la escultura contemporánea Marianna de Regil

l proceso creativo de Arno Avilés está conformado por referentes visuales intangibles y sensibles, por el dominio de una técnica, y por la correspondencia con un material. En este proceso, el artista concilia dichos aspectos para llegar a un producto final: su obra escultórica. Avilés captura de su entorno más inmediato, que es la Ciudad de México, los objetos del diseño industrial, las formas arquitectónicas, el caos de los elementos urbanos, y los vestigios de la naturaleza. Complementa sus referentes tangibles con los intelectuales, que toma de la física y la astronomía, derivados de su anhelo por entender la realidad. Además, adiciona los componentes creativos procedentes de su sensibilidad y de su manera de percibir y explicarse las cosas. Así, nos muestra formas actuales de representar la naturaleza y el mundo; desde una silla, una ventana, una rama de ahuehuete, un grafiti, hasta la acreción de un astro. En la etapa inicial de su proceso creativo, el escultor encuentra en el dibujo la primera forma de darle expresión a esta pluralidad de referentes. En una servilleta o sobre cualquier soporte, plasma sus reflexiones, ya suficientemente intelectualizadas. A continuación viene su encuentro con el material: la concreción de la intuición y la formación académica de su trabajo como escultor en piedra. El trato con este material es arduo por su naturaleza impositiva: la roca opone resistencia a ser intervenida si no es apropiadamente “convencida”. La sensibilidad y la maestría con que Avilés y la piedra volcánica (que encuentra en los alrededores de su casa) “dialogan”, derivan en el producto: su escultura. La pieza da testimonio de su propio desarrollo, determinante para el resultado, así atestigua las cualidades del proceso. Mediante el lenguaje de sus piezas, Avilés expone que la escultura no sólo puede contener los valores del arte contemporáneo, sino que es capaz de conciliarlos, proyectarlos y trascenderlos. Este artista no se conforma con la inmaterialidad de las manifestaciones contemporáneas, ni con el pretexto de la intangibilidad del concepto, y menos aun con la falta de forma en la obra artística. Su mérito es dar contenido sensible y tangible a los valores del arte actual y llegar a la conciliación de los contenidos del arte moderno y del contemporáneo, representando una síntesis más allá de cualquier discusión o disputa.

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El arte contemporáneo surge a partir del cuestionamiento de los contenidos y valores del arte mismo. Avilés retoma y replantea estos valores, así como la pluralidad de orígenes del arte actual, y los condensa en una de las manifestaciones primigenias y milenarias de la plástica: la escultura. De este modo, el autor plantea el regreso de la escultura en sí misma, en un momento en el que la instalación y las prácticas post escultóricas están en boga. Las piezas de Avilés se derivan de los mismos preceptos, del mismo caos, de las mismas ausencias; surgen de sitios semejantes, de hartazgos similares y compartidos con el arte contemporáneo. Sin embargo, ellas revelan una nueva etapa que replantea dichos temas y concilia propuestas estéticas que invitan a superar la dinámica, ya desgastada, de la escena del arte actual y a admitir el valor intrínseco de la escultura. La obra abierta de Arno Avilés rebasa las fronteras con las que el arte contemporáneo se autolimita, y abre un espacio a las interpretaciones libres y a la experiencia estética que acepta la belleza y el goce por sí mismos. Sí hay arte después del arte. Las esculturas de Avilés no necesitan refutar nada, se asumen desde sus propios contenidos y formas. El artista plantea un nuevo paradigma y un momento inédito para las expresiones plásticas Fotos de Arte Hoy Galería.

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Cultura

En busca de Klingsor Jorge Volpi México, Seix Barral, 1999

Quién es Klingsor? Detrás de este nombre en clave se oculta un personaje siniestro, o quizá sólo una leyenda. Los datos disponibles indican que es un científico, que es consejero de Hitler y responsable de las estrategias científico-bélicas del Reich, entre ellas, desarrollar la bomba atómica. Su búsqueda le es encomendada a Francis Ba-

con, físico teórico al que la guerra obliga a dejar de perseguir resultados científicos para perseguir seres humanos. Tal es la trama sobre la que se desarrolla En busca de Klingsor, novela del mexicano Jorge Volpi. Gran parte de los personajes y hechos que integran la historia son reales, aunque coexisten con seres y sucesos de ficción que integran una estructura muy bien articulada y perfectamente documentada en sus referentes culturales e históricos. La novela indaga en la relación entre la ciencia, el mal y la capacidad de éste para seducir y dominar las regiones oscuras

de la personalidad humana. De lectura a la vez turbadora y cautivadora, enteramente alejada de los patrones usuales de la narrativa hispánica, En busca de Klingsor es un asombroso examen del dilema faustiano, narración de suspenso, relato de una época y de un mundo que no hemos terminado de conocer Jorge Luis Volpi Escalante (México, 1968) Escritor perteneciente a la llamada generación del crack. Autor atípico en la esfera cultural mexicana, Volpi se documenta a fondo antes de empezar una obra y siente una gran pasión por el mundo de la ciencia y sus implicaciones, así como por la política y el pensamiento actual. Sus novelas van dirigidas a un lector culto, inquieto e inteligente, con el fin de inducirlo a una reflexión ética.

Homo videns. La sociedad teledirigida Giovanni Sartori Madrid, Taurus, 1998

n este libro Sartori, profesor de la Universidad de Florencia y de la Universidad de Columbia (Nueva York), y reconocido experto en los problemas actuales de los sistemas democráticos de Occidente, sostiene que existe una transformación del homo sapiens (producto de la cultura escrita) hacia el homo videns (producto de una cultura donde la palabra ha sido desplazada por la imagen). Ahora bien, esta primacía de la imagen, esta preponderancia de lo visible sobre lo inteligible –en la cual la televisión tiene un papel protagónico–, destruye más de lo que transmite, ya que el homo sapiens debe su saber y el avance de su entendimiento a su capacidad de abstracción; de este modo, aunque algunas palabras abstractas (no todas), son traducibles a imágenes, estas traducciones siempre resultan insuficientes. Como ejemplos ilustrativos, Sartori cita el caso de la palabra felicidad, traducida por la imagen de un rostro risueño o el caso

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de la imagen de un vagabundo utilizada para expresar la palabra desempleo. Así pues, la televisión invierte el proceso de evolución del pensamiento, trasladándolo de un mundo inteligible a un mundo sensible; al hacer esta reducción del comprender al simple acto de ver, el lenguaje conceptual (abstracto) queda empobrecido. Como consecuencia, se fomenta la formación de personas inhabilitadas para la lectura y, por lo tanto, para la cultura escrita, así como susceptibles de ser manipuladas por la televisión Giovanni Sartori (Florencia, 1924) Investigador dedicado al campo de las ciencias políticas, especializado en el estudio comparativo. Su obra es de las más destacadas en su disciplina; entre sus libros fundamentales se encuentran: Partidos y sistemas de partidos y Teoría de la democracia. En 2005 obtuvo el premio Príncipe de Asturias de Ciencias Sociales.

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Cartelera

La dama de negro

Teatro Julio Prieto (antes Xola), Viernes, 20:45; sábados, 10:00 y 20:45, y domingos, 18:00 h

rthur Kipps ha vivido aterrado a partir de una experiencia que enfrentó en su juventud. Los terribles eventos que le han sucedido deben ser contados ante familiares y amigos, por lo que decide escribir su historia y buscar la ayuda de John Morris, un escéptico director de escena, para que lo ayude a interpretar su texto. Para ello se citan en un viejo teatro, donde comenzarán a sucederles acontecimientos aun más extraños. Esta es la trama de La dama de negro, obra que ha sido calificada como “teatro dentro del teatro”. Durante el primer acto, el público conoce los pormenores de la historia y siente la atmósfera inglesa de

principios del siglo XX. En el segundo acto, la historia va provocando risas nerviosas en el público, que culminan en gritos de franco terror y pavor al final de la puesta en escena. De este modo, la obra logra que los espectadores se paralicen de miedo en su butaca ante todos los fenómenos inexplicables que están presenciando. A fin de cuentas, el público descubre que la leyenda de la dama de negro va más allá de una ficción teatral

Teatro Julio Prieto, eje 4 sur, Xola, núm. 809, col. Del Valle, delegación Benito Juárez.

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XXVI REUNIĂ&#x201C;N NACIONAL DE MECĂ NICA DE SUELOS E INGENIERĂ?A GEOTĂ&#x2030;CNICA 14 AL 16 DE NOVIEMBRE, 2012 CANCĂ&#x161;N, QUINTANA ROO t Conferencia Nabor Carrillo (por Dr. Ricardo Dobry) t Conferencia Leonardo Zeevaert (por Dr. David Potts)

XVII REUNIĂ&#x201C;N NACIONAL DE PROFESORES DE MECĂ NICA DE SUELOS E INGENIERĂ?A GEOTĂ&#x2030;CNICA 14 de noviembre, 2012

t Conferencia RaĂşl J. Marsal (por Prof. Manuel Romana) t Expo Geotecnia 2012 t Olimpiada de geotecnia t Premio Manuel GonzĂĄlez Flores

INFORMES XXX SONTJH PSH NY t BENJOJTUSBDJPO!TNJH PSH NY UFM